Imágenes de células vivas de cerebros larvales del tercer estadio de Drosophila melanogaster
23 de junio de 2023
Aquí, discutimos un flujo de trabajo para preparar, diseccionar, montar y obtener imágenes de cerebros de explante vivos de larvas del tercer estadio de Drosophila melanogaster para observar la dinámica celular y subcelular en condiciones fisiológicas.
Nuestra investigación se centra en estudiar el impacto de la división celular asimétrica o ACD, en la proliferación y diferenciación de células madre. Empleamos células madre neurales o neuroblastos de Drosophila como modelo para comprender los mecanismos, regulaciones e impactos de la división celular asimétrica en el desarrollo y la neurogénesis. Los desarrollos recientes en inteligencia artificial han estado haciendo grandes avances en la cuantificación y análisis de imágenes, lo que ha avanzado significativamente en el campo de las imágenes de células vitales.
Mantener la calidad de la muestra para una película a largo plazo es un desafío de larga data. Si bien es perspicaz observar una muestra durante ocho a 10 horas, las limitaciones logísticas, como los requisitos de imágenes de la muestra y las herramientas de imágenes disponibles, lo hacen difícil. Nuestro protocolo aborda esto demostrando imágenes a largo plazo sin afectar la calidad de la muestra.
Nuestra técnica podría ser fácilmente adoptada y aplicada al campo por los recién llegados. Con algo de tiempo y práctica, uno puede generar películas a corto y largo plazo, que tienen el potencial de producir datos perspicaces y significativos.
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Descripción general
Este artículo describe un procedimiento para preparar, diseccionar, montar e imaginar cerebros explantados vivos de larvas de tercer estadio de Drosophila melanogaster. El enfoque está en observar la dinámica celular y subcelular bajo condiciones fisiológicas, particularmente en el contexto de la división celular asimétrica en células madre neurales.
Componentes Principales del Estudio
Área de la ciencia
- Neurociencia
- Biología celular
- Biología del desarrollo
Antecedentes
- La división celular asimétrica (ACD) es fundamental para la proliferación y diferenciación de las células madre.
- Los neuroblastos de Drosophila sirven como modelo para estudiar los mecanismos de la división celular asimétrica (ACD).
- El estudio mediante imágenes a largo plazo de células vivas presenta desafíos para mantener la calidad de la muestra.
- Los avances en inteligencia artificial han mejorado la cuantificación y el análisis de imágenes.
Objetivo del estudio
- Explorar el impacto del ACD en la neurogénesis.
- Desarrollar un protocolo para la obtención de imágenes a largo plazo de muestras vivas.
- Mejorar la comprensión de la dinámica de las células madre neurales.
Métodos Utilizados
- Preparación y disección de cerebros de Drosophila.
- Técnicas de montaje y adquisición de imágenes para explantes vivos.
- Aplicación de herramientas de inteligencia artificial para el análisis de imágenes.
- Protocolos de observación a largo plazo para mantener la integridad de las muestras.
Resultados principales
- Imágenes exitosas de cerebros explantados vivos durante períodos prolongados.
- Información sobre la dinámica celular durante la DAC.
- Se demostró la viabilidad del registro de imágenes a largo plazo sin pérdida de calidad.
- Contribución al entendimiento del papel de la DAC en la neurogénesis.
Conclusiones
- El flujo de trabajo desarrollado permite la obtención de imágenes a largo plazo de células madre neurales de Drosophila.
- Los hallazgos mejoran la comprensión de la división celular asimétrica en la biología de las células madre.
- Este enfoque puede aplicarse a otros estudios de imágenes en células vivas.
Preguntas frecuentes
Relevancia Ejecutiva para la Industria
El imagenológico en células vivas de cerebros de larvas de Drosophila de tercer estadio permite la observación directa de la división asimétrica de células madre neurales, apoyando la reducción de riesgos mecanicistas y la validación de objetivos en la investigación del desarrollo neurológico. Este flujo de trabajo aborda el desafío de mantener la viabilidad de la muestra durante imágenes prolongadas, proporcionando datos cuantitativos robustos sobre polaridad celular, orientación del huso y diferenciación. El método mejora la confianza predictiva en puntos tempranos de descubrimiento y apoya la continuidad traslacional en carteras centradas en la neurogénesis.
Aplicaciones Estratégicas en I+D de Biotecnología Farmacéutica
Descubrimiento Temprano y Validación de Blancos
- Permite la interrogación en tiempo real de los mecanismos de división de células madre neurales relevantes para la validación de dianas.
- Apoya la reducción de riesgos biológicos mediante la visualización de la dinámica espacio-temporal de la determinación del destino celular.
- Facilita la confianza predictiva en la selección de vías para dianas del desarrollo neurológico.
Desarrollo de Pruebas y Tamizaje
- Prepara sistemas de explantes validados para ensayos de imagen cuantitativa posteriores.
- Normaliza la preparación de muestras para garantizar la reproducibilidad y la adquisición robusta de datos.
- Posibilita flujos de trabajo de imagen escalables para la evaluación de compuestos en contextos neuronales.
Investigación Traductacional y Preclínica
- Correlaciona los resultados de imágenes en células vivas con modelos de neurogénesis relevantes para enfermedades.
- Proporciona continuidad desde el descubrimiento mecanicista hasta la validación preclínica de dianas neuronales.
- Apoya decisiones de avance ajustadas al riesgo mediante la vinculación de la dinámica celular con resultados funcionales.
Integración de la tubería y flujo de trabajo
Este protocolo de imagen en células vivas se integra desde el descubrimiento inicial hasta la identificación de compuestos activos y la investigación preclínica en líneas de trabajo centradas en neurobiología.
- Biología del Descubrimiento: Permite la comprobación de hipótesis sobre mecanismos de división asimétrica y diferenciación neural.
- Examen: Proporciona resultados de imagen cuantitativos y reproducibles para análisis comparativo.
- Análisis: Ofrece datos de alto contenido y resolución temporal para la evaluación estadística de la dinámica de división.
- Investigación Traducida: Conecta conocimientos mecanicistas con modelos neuronales relevantes para enfermedades cuando se respaldan por resultados de imágenes.
- Reutilización Empresarial: Establece una plataforma de imagen reutilizable para diversos estudios del desarrollo neurológico.
Impacto Operativo y Empresarial
- Valor científico: Aumenta la confianza predictiva y reduce la ambigüedad mecanicista en la validación de dianas neuronales.
- Valor operativo: Estandariza la obtención de imágenes a largo plazo y el manejo de muestras para garantizar la reproducibilidad y escalabilidad.
- Valor estratégico: Mejora las decisiones de avance o interrupción (go/no-go) y la eficiencia del capital al proporcionar datos cuantitativos sólidos desde las primeras etapas del proceso.
- Impacto en la cartera: Permite la priorización ajustada al riesgo de dianas y programas relacionados con la neurogénesis.
Consideraciones de Implementación
- Requiere experiencia en neurobiología de Drosophila y técnicas de microscopía en células vivas.
- Exige acceso a infraestructura avanzada de microscopía y análisis de imágenes.
- Necesita la estandarización entre equipos de los protocolos de disección y adquisición de imágenes.
- Puede ser necesaria una adaptación para diferentes poblaciones neuronales o plataformas de imagen.
- La viabilidad de la muestra y la duración del registro por imagen están limitadas por la calidad de la preparación y el suplemento del medio.
Preguntas frecuentes sobre biofármacos
Chapters in this video
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Introduction
1:20
Staging and Collecting Drosophila melanogaster Third Instar Larvae
2:06
Fat Body Collection from Drosophila melanogaster Third Instar Larvae
2:55
Dissection of Drosophila melanogaster Third Instar Larval Brain for Live‐Cell Imaging
4:30
Mounting and Live‐Cell Imaging of Drosophila melanogaster Third Instar Larval Brain
