Retención molecular universal con microscopía de expansión de 11 veces
6 de octubre de 2023
Aquí se presenta una nueva versión de microscopía de expansión (ExM), Magnify, que está modificada para una expansión de hasta 11 veces, conservando una amplia gama de clases de biomoléculas y es compatible con una amplia gama de tipos de tejidos. Permite la interrogación de la configuración a nanoescala de biomoléculas utilizando microscopios convencionales limitados por difracción.
Estamos tratando de encontrar formas fáciles y de bajo costo para que los investigadores obtengan imágenes de sus especímenes biológicos con resoluciones por debajo del límite de difracción, particularmente en las áreas de neurociencia y patología clínica. Muchos desarrollos recientes de microscopía de expansión implican la modificación de la química del gel para expandir aún más las muestras, el cambio de la molécula de anclaje para visualizar diferentes objetivos y la utilización de la alteración del calentamiento para preservar los epítopos de las proteínas. Con la innovadora lupa, un método robusto de microscopía de expansión que permite obtener imágenes a nanoescala de diversas muestras biológicas o clínicas.
Simplifica la microscopía de súper resolución al eliminar la necesidad de equipos especializados al tiempo que conserva las intrincadas características biológicas con una resolución de hasta 15 nanómetros, lo que aumenta la accesibilidad y la utilidad en los laboratorios de todo el mundo. Anteriormente, los usuarios tenían que experimentar con diferentes técnicas de microscopía de expansión, dependiendo del tejido y las biomoléculas que querían obtener imágenes. Magnify permite obtener imágenes de alta resolución en varios tipos de biomoléculas y tejidos sin necesidad de pasos de anclaje específicos o equipos especializados, lo que cierra una brecha significativa en las imágenes a nanoescala.
Magnify multiplica por cuatro las muestras clínicas más resistentes, al tiempo que conserva los epítopos proteicos, lo que permite una investigación más precisa de las enfermedades en cola. Su anclaje químico también preserva una amplia gama de biomoléculas, lo que lo hace útil para la investigación básica en modelos animales Magnify simplifica la obtención de imágenes a nanoescala de biomoléculas y especímenes intactos sin ópticas complejas ni equipos especializados. Es adaptable a varias modalidades de imágenes y estrategias de microscopía de expansión, lo que permite obtener imágenes a nanoescala accesibles y rentables que pueden acelerar los tratamientos farmacológicos y los estudios de enfermedades, al tiempo que transforman potencialmente la generación de atlas de tejidos.
Magnify ofrece infinitas posibilidades para la investigación. Las áreas de enfoque actuales incluyen la expansión del sitio de tejido, la investigación de muestras humanas patológicas a nanoescala y el estudio de los cambios a escala más pequeña en el cerebro durante el aprendizaje y la enfermedad.
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Descripción general
Este estudio presenta Magnify, un avance innovador en la microscopía de expansión (ExM), que permite a los investigadores obtener imágenes de especímenes biológicos con resoluciones subdifractivas. Magnify puede expandir las muestras hasta 11 veces mientras conserva eficazmente una amplia variedad de biomoléculas, y es aplicable a diversos tipos de tejidos, facilitando imágenes nanoscópicas detalladas mediante microscopios convencionales.
Componentes Clave del Estudio
Área de Investigación
- Microscopía de expansión
- Imagen nanométrica
- Patología clínica
Antecedentes
- Dificultad de obtener imágenes por debajo de los límites de difracción en la investigación biológica.
- Necesidad de microscopios accesibles para la obtención de imágenes de una variedad de biomoléculas.
- Importancia de preservar los epítopos proteicos en muestras clínicas.
Métodos Utilizados
- Técnica de microscopía de expansión que emplea química de gel modificada
- Uso de muestras de tejido frescas y fijadas con paraformaldehído
- Protocolos estándar de tinción con anticuerpos e imágenes
Resultados principales
- Magnify permite la obtención de imágenes de alta resolución sin necesidad de equipo especializado.
- Preservación de características biológicas intrincadas en diversos tipos de tejidos.
- Mayor accesibilidad a la obtención de imágenes a escala nanométrica para diversas aplicaciones de investigación.
Conclusiones
- El estudio demuestra el potencial de Magnify para transformar las prácticas de imagen a escala nanométrica en la investigación biológica.
- Su amplia aplicabilidad podría acelerar el descubrimiento de fármacos y los estudios sobre enfermedades.
Preguntas frecuentes
Relevancia Ejecutiva para la Industria
La microscopía de expansión con amplificación permite la obtención de imágenes a escala nanométrica de diversos especímenes biológicos y clínicos mediante microscopios ópticos estándar, eliminando la necesidad de equipos especializados de superresolución. Esta capacidad aumenta la confianza predictiva en los estudios de mecanismos de enfermedades y apoya la investigación traslacional al preservar proteínas, lípidos y ácidos nucleicos en formatos de muestras desafiantes. El método aborda un punto crítico de inflexión en los flujos de trabajo de descubrimiento y patología al permitir una visualización molecular robusta y reproducible en diferentes tipos de tejidos.
Aplicaciones Estratégicas en I+D de Biotecnología Farmacéutica
Descubrimiento Temprano y Validación de Blancos
- Facilita la interrogación de vías relevantes para la enfermedad a escala nanométrica en tejidos intactos.
- Permite la validación funcional de objetivos al preservar múltiples clases de biomoléculas para análisis multiplexados.
- Apoya la confianza predictiva en estudios mecanicistas al minimizar la pérdida y distorsión de muestras.
Desarrollo de Cribado y Ensayos
- Prepara sistemas biológicos validados y altamente expandidos para flujos de trabajo de análisis e imagen posteriores.
- Normaliza la preparación de muestras y la obtención de imágenes en diferentes tipos de tejidos, mejorando la reproducibilidad.
- Proporciona resultados cuantitativos de alta resolución adecuados para la evaluación comparativa de compuestos.
Investigación Traductacional y Preclínica
- Alinea la imagen nanométrica con los formatos de muestras clínicas, favoreciendo el descubrimiento traslacional de biomarcadores.
- Permite la continuidad desde el descubrimiento hasta la validación preclínica al acomodar tejidos fijados en formalina e incluidos en parafina.
- Reduce el riesgo en el avance de candidatos al proporcionar un contexto molecular detallado en modelos de enfermedad.
Integración de la Canalización y del Flujo de Trabajo
Amplía las posiciones de imágenes a escala nanométrica dentro del continuo que abarca desde el descubrimiento inicial hasta la investigación preclínica, conectando el análisis de muestras básicas y clínicas.
- Biología del Descubrimiento: Apoya la comprobación de hipótesis y la aclaración de vías al permitir la visualización de la arquitectura molecular in situ.
- Selección: Proporciona muestras expandidas reproducibles y listas para ensayos, destinadas al análisis e imagen de alto contenido.
- Análisis: Genera lecturas cuantitativas y multiplexadas para comparaciones estadísticas sólidas entre condiciones experimentales.
- Investigación Traducional: Mantiene la integridad de las biomoléculas en formatos clínicos, facilitando la alineación de biomarcadores y los estudios de mecanismos de enfermedades.
- Reutilización Empresarial: Ofrece una plataforma de imagen ampliamente adaptable para diversos programas de I+D sin necesidad de químicas de anclaje personalizadas.
Impacto Operativo y Empresarial
- Valor científico: Aumenta la confianza predictiva y reduce la ambigüedad mecanicista en los estudios de dianas y vías.
- Valor operativo: Estandariza y simplifica los flujos de trabajo de imágenes a nanoescala, mejorando la reproducibilidad y escalabilidad.
- Valor estratégico: Permite tomar decisiones más acertadas de avance/no avance al proporcionar datos moleculares de alta resolución a partir de muestras clínicamente relevantes.
- Impacto en la cartera: Apoya la priorización y el avance ajustados al riesgo de programas de descubrimiento y traslación.
Consideraciones de Implementación
- Requiere experiencia en el manejo de tejidos, química de geles y microscopía de fluorescencia.
- Necesita acceso a microscopía óptica estándar o confocal e infraestructura básica de laboratorio.
- Exige la estandarización entre equipos de los protocolos de preparación de muestras y de adquisición de imágenes para garantizar la reproducibilidad.
- Adaptable a una amplia variedad de tipos de tejidos y formatos de muestras, incluyendo especímenes clínicos archivados.
- Las limitaciones incluyen el riesgo de fisuración o pérdida de la muestra si los pasos de anclaje o homogenización son inadecuados.
