Visualizar a dinâmica celular dentro de um animal intacto é essencial para compreender as patologias das doenças congênitas e os processos fundamentais de desenvolvimento e homeostase. Essa visualização abrange imagens em várias escalas espaciais para identificar a dinâmica fisiológica em todo o organismo, bem como nos níveis tecidual, celular e subcelular. As modalidades de imagem usadas para visualizar a dinâmica celular variam de estudos de imunofluorescência de espécimes fixos a imagens de lapso de tempo de espécimes vivos. Essas modalidades de imagem requerem a manutenção de espécimes intactos em orientações específicas, de modo que uma região de interesse seja acessível à objetiva do microscópio.
Os embriões de peixe-zebra são um organismo modelo ideal para estudos de imagem devido à sua transparência óptica, tratabilidade genética, fertilização externa e origem vertebrada. No entanto, a montagem de embriões de peixe-zebra em uma orientação específica de maneira consistente e reprodutível tem representado um desafio contínuo. A montagem é especialmente desafiadora para a visualização do desenvolvimento cardíaco em embriões de peixe-zebra porque a morfogênese cardíaca ocorre em diferentes planos1.
Várias abordagens foram desenvolvidas para enfrentar os desafios da montagem de embriões para imagem. Um dos métodos mais simples envolve a montagem de embriões de peixe-zebra entre duas lamínulas com camadas de fita adesiva entre as lamínulas para evitar o esmagamento. Este método permite a aquisição de imagens em microscópios invertidos e verticais2. Os embriões de peixe-zebra também podem ser montados em um meio ou gel altamente viscoso, como metilcelulose ou agarose de baixa temperatura de baixo ponto de fusão de 0,1-0,8%, para manter os embriões em orientações específicas 2,3,4. Essas abordagens de baixo rendimento funcionam bem para muitos projetos de imagem; no entanto, garantir a integridade do embrião e obter orientações específicas de forma reprodutível pode ser problemático. Para aumentar o rendimento da imagem e facilitar a montagem, poços regularmente espaçados podem ser criados a partir de agarose solidificada em uma placa de imagem 5,6,7,8. Para facilitar a criação desses poços de agarose, foram criados moldes de plástico 9,10,11. Embora esses moldes possam ser aplicados a imagens ao longo dos eixos dorsal-ventral-lateral padrão 10,12, eles geralmente são feitos para desafios específicos de imagem, como para uso em placas de 96 poços13 ou para a detecção do primeiro batimento cardíaco14. Em casos especializados, foram criadas placas de imagem inteiras 5,15,16. Por exemplo, uma câmara microfluídica (chamada ZEBRA) feita de PDMS facilita a imagem e a exposição de embriões a produtos químicos17. Esses moldes geralmente são feitos de silicone ou usinados em lucite 10,18,19. No entanto, o advento de impressoras tridimensionais (3D) relativamente baratas democratizou a criação de moldes personalizados que são usados para criar poços de imagem de agarose.
A impressão 3D, também chamada de manufatura aditiva ou em camadas, envolve a produção de um objeto 3D a partir de um design digital pela adição sequencial e fusão de camadas individuais20,21. A estereolitografia (SLA) utiliza luz ultravioleta (UV) para curar uma resina líquida sensível à luz em camadas sequenciais22. As impressoras SLA são econômicas, rápidas e altamente precisas e podem ser usadas com uma variedade de resinas, incluindo aquelas que fornecem uma superfície lisa16. O processo começa com o software de design assistido por computador (CAD), onde os modelos digitais do objeto podem ser projetados de novo ou modificados a partir de designs pré-existentes. O modelo digital é então virtualmente cortado em camadas imprimíveis. Usando essas camadas digitais, uma impressora 3D constrói o objeto, camada por camada. Aqui, apresentamos um método e uma estrutura para o design personalizado e a criação de moldes de imagem usando uma impressora 3D SLA de baixo custo disponível comercialmente. Além disso, usamos essa estrutura para criar moldes para imagens de diferentes estágios do desenvolvimento cardíaco do peixe-zebra em microscópios invertidos ou verticais e para imagens de embriões de peixe-zebra ao longo de seus eixos lateral, dorsal ou ventral.