Descripción del proyecto
Nuevas herramientas de imagenología óptica para estudiar tejidos vivos
En ciencias de la vida, el estudio no invasivo de las propiedades mecánicas de las células vivas con una resolución espaciotemporal similar a la de la microscopía de fluorescencia sigue siendo todo un reto. La microscopía de Brillouin, un tipo de elastografía óptica desarrollado recientemente que permite estudiar en tres dimensiones las propiedades viscoelásticas de materiales con una resolución limitada por difracción, se caracteriza por una baja velocidad, una alta fototoxicidad y por problemas de cuantificación. El proyecto financiado con fondos europeos Brillouin4Life desarrollará tecnologías de imagenología óptica únicas e innovadoras basadas en la microscopía de Brillouin en aras de circunvenir estas limitaciones. Estas tecnologías novedosas maximizarán la velocidad, la resolución y la penetración en profundidad, a la vez que minimizarán la fototoxicidad. El proyecto establecerá la microscopía de Brillouin como una herramienta revolucionaria para estudios biofísicos de células y tejidos vivos.
Objetivo
A long-standing aim in the life sciences is to understand development and morphogenesis, i.e. how organismal shape is encoded by the genome and how cellular mechanics are involved in its execution. Lately, investigations have started to focus on the mechanical properties of the involved multicellular compartments, and the interwoven mechanical - molecular interactions at the cellular scale. While molecular components can routinely be visualized with fluorescence microscopy, assessing the mechanical properties of living cells with similar spatio-temporal resolution in a non-invasive fashion has long been an open challenge.
Recently, a new type of optical elastography, namely Brillouin microscopy (BM), has emerged as a non-destructive, label- and contact-free technique which can probe visco-elastic properties of materials with diffraction-limited resolution in 3D. Yet, despite ongoing improvements, virtually all current implementations suffer from very low speed, high phototoxicity, and difficulties in quantification, thus prohibiting meaningful investigations in the life sciences.
In this interdisciplinary proposal, my group will develop unique and innovative optical imaging technologies based on BM to overcome its current drawbacks and to establish it as a revolutionary tool for live tissue and cellular biophysics studies. In particular, we will work towards a highly-multiplexed BM with selective-plane illumination to maximize speed, resolution and depth penetration, while minimizing photodamage (Aim 1). At the same time, we will combine BM with other imaging modalities that will allow us to obtain correlative datasets and to accurately quantify the measured mechanical properties (Aim 2). We will then apply these methodological advancements together with fellow biologists to study the role of elasticity in tissue morphogenesis and self-organisation, thereby contributing to a better understanding of the role of biomechanics in developmental biology (Aim 3).
Ámbito científico (EuroSciVoc)
CORDIS clasifica los proyectos con EuroSciVoc, una taxonomía plurilingüe de ámbitos científicos, mediante un proceso semiautomático basado en técnicas de procesamiento del lenguaje natural.
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Palabras clave
Programa(s)
Régimen de financiación
ERC-COG - Consolidator GrantInstitución de acogida
69117 Heidelberg
Alemania