El Journal of Visualized Experiments (JoVE) cierra el 2011 con un número de diciembre que comienza honrando el Día Mundial del SIDA con un artículo que trata sobre la visualización de la estructura de las glicoproteínas de la envoltura del VIH, que son un componente crítico de la vía de infección viral.
Un método clave para determinar la estructura de la envoltura del virión es la crio-tomografía electrónica. Antes de usar esta técnica, el virus soluble debe vitrificarse en una rejilla de oro, un proceso que implica agregar oro a una suspensión viral, transferir esa suspensión a la rejilla y sumergir la rejilla en etano líquido. Las partículas del virus, presentes en una fina película de líquido en la parte superior de la red, se congelan a una velocidad superior a 100.000 K por segundo. Después de la vitrificación, las muestras recolectadas se cargan en el microscopio electrónico y las regiones definidas con precisión en la rejilla se golpean con un haz de electrones enfocado, mientras que la rejilla está inclinada. La serie de inclinación que resulta de estas sesiones de imágenes se compone de cientos de imágenes individuales, que deben alinearse y promediarse para resolver las proteínas de la envoltura individuales. Este proceso computacionalmente intensivo a menudo requiere clústeres de computadoras, capaces de procesamiento paralelo de acceso remoto, como Biowulf de los NIH.
Una vez completados, los modelos 3D no solo pueden proporcionar información sobre la estructura de las glicoproteínas de la envoltura, sino que también pueden revelar la forma en que interactúan con otras proteínas, como el anticuerpo neutralizante B12, que es información que puede influir en gran medida en el diseño de vacunas.
Este artículo, del laboratorio del Dr. Sriram Subramaniam, incluye contribuciones de veinte autores, incluyendo no solo estudiantes graduados y postdoctorados, sino también estudiantes de secundaria y preparatoria, demostrando que nunca se es demasiado joven para tener un impacto en la lucha contra una enfermedad que ha infectado a más de 60 millones de personas en todo el mundo.
En Medicina Clínica y Traslacional, JoVE presenta un artículo del University College London y la Universidad de Oxford que investiga los correlatos fisiológicos de la nocicepción, o sensación de dolor, en bebés. Por lo general, los bebés responden a los estímulos nocivos llorando y cambiando sus expresiones faciales, reacciones que se consideran autónomas y que dependen de las regiones subcorticales del cerebro.
Con el fin de comprender la participación de la corteza cerebral y la médula espinal en la nocicepción infantil, nuestros autores primero preparan a los bebés para los registros de EEG y EMG. También establecen un monitoreo fisiológico y una grabación de video, de modo que las expresiones faciales del bebé se puedan vincular con los datos fisiológicos. Después de la evaluación de las respuestas del bebé a los estímulos táctiles neutros, el bebé se somete a una punción del talón, un procedimiento clínico utilizado para obtener muestras de sangre de los bebés. Después del procesamiento de los datos, se pueden comparar los potenciales eléctricos entre estímulos nocivos y no nocivos en estos bebés, lo que se espera que conduzca a conclusiones significativas sobre cómo los recién nacidos interpretan la información nociceptiva.
La sección de Bioingeniería de JoVE se centra más en diciembre con un artículo de la Universidad de Wisconsin, Madison, que trata de la fabricación de un dispositivo microfluídico compartimentado para estudiar la migración de células madre cancerosas. Tras el diseño del dispositivo, los moldes maestros se crean mediante fotolitografía para la aplicación de polidimetilsiloxano (PDMS), un compuesto de organosilicio que es transparente y biológicamente inerte, lo que lo hace adecuado para aplicaciones de microfluídica con células vivas. Específicamente, nuestros autores cargan células madre tumorales derivadas de glioblastoma multiforme, un cáncer cerebral altamente maligno, en los dispositivos compartimentados y luego las colocan en un sistema de imágenes especializado que adquiere datos durante unos pocos días.
El video de lapso de tiempo de estos autores muestra que las células madre cancerosas son capaces de regular su morfología en los canales microfluídicos con restricciones de tamaño de manera muy similar a como lo harían en el espacio intersticial, y el aislamiento fluídico que son posibles gracias a cámaras como estas facilita la detección de fármacos para posibles terapias que pueden afectar la migración de células madre cancerosas.
A finales de mes, JoVE viaja a Francia, donde investigadores del Instituto Pasteur y del Centre National de la Recherche Scientifique, ilustran un método para inducir la expresión del canal rodopsina, un canal iónico activado por la luz, en el bulbo olfativo de ratones, así como la posterior estimulación neuronal utilizando un diodo emisor de luz (LED) en miniatura.
Nuestros autores dan instrucciones detalladas paso a paso para preparar las agujas de inyección y para la inyección precisa del virus en la corriente migratoria rostral, un sitio de migración para los neuroblastos nacidos adultos. Además, muestran cómo se fabrican, calibran e implantan dispositivos de estimulación LED en miniatura sobre una ventana craneal preparada sobre la bombilla. En particular, nuestros autores están interesados en la forma en que las neuronas adultas se integran en los circuitos neuronales olfativos existentes, y muestran que la estimulación LED en animales despiertos que se comportan puede conducir a la activación de neuroblastos transducidos viralmente en el bulbo olfativo, que han migrado desde la corriente migratoria rostral.
Estos video-artículos comprenden lo más destacado de JoVE para el mes de diciembre. Otros próximos artículos notables ilustran los métodos para modelar tintas conductoras en microelectrodos, medir el calcio citosólico en linfáticos contráctiles e imágenes de las respuestas neuronales a las feromonas en el órgano vomeronasal.