Los ingenieros del MIT han ideado una manera de evaluar las propiedades mec\u00e1nicas de una c\u00e9lula simplemente observando.\u00a0Los investigadores utilizan la microscop\u00eda confocal est\u00e1ndar para cero en los movimientos constantes, jiggling de las part\u00edculas de una c\u00e9lula.Los investigadores miden la rigidez de una c\u00e9lula, que puede reflejar el c\u00e1ncer u otras condiciones, simplemente observ\u00e1ndolo.<\/p>\n
La rigidez o elasticidad de una c\u00e9lula puede revelar mucho acerca de si la c\u00e9lula est\u00e1 sana o enferma.\u00a0Las c\u00e9lulas cancerosas, por ejemplo, se sabe que son m\u00e1s suaves de lo normal, mientras que las c\u00e9lulas afectadas por el asma puede ser bastante r\u00edgida.<\/p>\n
Determinar las propiedades mec\u00e1nicas de las c\u00e9lulas puede ayudar a los m\u00e9dicos a diagnosticar y seguir la progresi\u00f3n de ciertas enfermedades.\u00a0Los m\u00e9todos actuales para hacer esto implican el sondeo directo de c\u00e9lulas con instrumentos costosos, tales como microscopios de fuerza at\u00f3mica y pinzas \u00f3pticas, que hacen contacto directo e invasivo con las c\u00e9lulas.<\/p>\n
Ahora los ingenieros del MIT han ideado una manera de evaluar las propiedades mec\u00e1nicas de una c\u00e9lula simplemente observando.\u00a0Los investigadores utilizan la microscop\u00eda confocal est\u00e1ndar a cero en los movimientos constantes, jiggling de las part\u00edculas de una c\u00e9lula – los movimientos indicadores que se pueden utilizar para descifrar la rigidez de una c\u00e9lula.\u00a0A diferencia de las pinzas \u00f3pticas, la t\u00e9cnica del equipo es no invasiva, corriendo poco riesgo de alterar o da\u00f1ar una c\u00e9lula mientras sondea su contenido.<\/p>\n
“Hay varias enfermedades, como ciertos tipos de c\u00e1ncer y asma, donde la rigidez de la c\u00e9lula se sabe que est\u00e1 relacionada con el fenotipo de la enfermedad”, dice Ming Guo, el brit\u00e1nico y Alex de Arbeloff Career Development Assistant Profesor en el Departamento del MIT De Ingenier\u00eda Mec\u00e1nica.\u00a0“Esta t\u00e9cnica realmente abre una puerta para que un m\u00e9dico o un bi\u00f3logo, si quieren conocer la propiedad material de la c\u00e9lula de una manera muy r\u00e1pida, no invasiva, ahora puede hacerlo”.<\/p>\n
Guo y el estudiante graduado Satish Kumar Gupta han publicado sus resultados en el\u00a0Journal of the Mechanics and Physics of Solids.<\/em><\/p>\n Cucharas agitadoras<\/strong><\/p>\n En su tesis doctoral de 1905, Albert Einstein deriv\u00f3 una f\u00f3rmula, conocida como la ecuaci\u00f3n de Stokes-Einstein, que permite calcular las propiedades mec\u00e1nicas de un material observando y midiendo el movimiento de las part\u00edculas en ese material.\u00a0S\u00f3lo hay una captura: el material debe estar “en equilibrio”, lo que significa que cualquier movimiento de part\u00edculas debe ser debido al efecto de la temperatura del material en lugar de las fuerzas externas que act\u00faan sobre las part\u00edculas.<\/p>\n “Se puede pensar en el equilibrio como una taza caliente de caf\u00e9”, dice Guo.\u00a0“La temperatura del caf\u00e9 solo puede conducir el az\u00facar a dispersarse.\u00a0Ahora, si revuelves el caf\u00e9 con una cuchara, el az\u00facar se disuelve m\u00e1s r\u00e1pido, pero el sistema ya no es impulsado por la temperatura y ya no est\u00e1 en equilibrio.\u00a0Est\u00e1s cambiando el ambiente, poniendo energ\u00eda y haciendo que la reacci\u00f3n ocurra m\u00e1s r\u00e1pido “.<\/p>\n Dentro de una c\u00e9lula, org\u00e1nulos como las mitocondrias y los lisosomas est\u00e1n constantemente jiggling en respuesta a la temperatura de la c\u00e9lula.\u00a0Sin embargo, dice Guo, tambi\u00e9n hay “muchas minispoon” que revuelven el citoplasma circundante, en forma de prote\u00ednas y mol\u00e9culas que, de vez en cuando, empujan activamente organelas vibrantes alrededor como bolas de billar.<\/p>\n El constante desdibujamiento de la actividad en una c\u00e9lula ha hecho que sea dif\u00edcil para los cient\u00edficos discernir, simplemente mirando, qu\u00e9 movimientos son debidos a la temperatura y que se deben a procesos m\u00e1s activos, como “cuchara”.\u00a0Esta limitaci\u00f3n, dice Guo, “b\u00e1sicamente ha cerrado la puerta al usar la ecuaci\u00f3n de Einstein y la observaci\u00f3n pura para medir las propiedades mec\u00e1nicas de una c\u00e9lula”.<\/p>\n Cuadro por cuadro<\/strong><\/p>\n Guo y Gupta supieron que podr\u00eda haber una manera de arreglar los movimientos de temperatura en una celda mirando la celda en un plazo muy estrecho.\u00a0Se dieron cuenta de que las part\u00edculas energizadas \u00fanicamente por la temperatura exhiben un constante movimiento de movimiento.\u00a0No importa cuando usted mira una part\u00edcula conducida por la temperatura, est\u00e1 destinado a moverse.<\/p>\n En contraste, los procesos activos que pueden golpear una part\u00edcula alrededor del citoplasma de una c\u00e9lula lo hacen s\u00f3lo ocasionalmente.\u00a0Al ver que tales movimientos activos, planteaban la hip\u00f3tesis, requerir\u00edan mirar una c\u00e9lula a lo largo de un per\u00edodo de tiempo m\u00e1s largo.<\/p>\n Para probar su hip\u00f3tesis, los investigadores llevaron a cabo experimentos en c\u00e9lulas de melanoma humano, una l\u00ednea de c\u00e9lulas cancerosas que eligieron por su capacidad de crecer f\u00e1cil y r\u00e1pidamente.\u00a0Inyectaron peque\u00f1as part\u00edculas de pol\u00edmero en cada c\u00e9lula, luego rastrearon sus movimientos bajo un microscopio confocal fluorescente est\u00e1ndar.\u00a0Tambi\u00e9n modificaron la rigidez de las c\u00e9lulas introduciendo sal en la soluci\u00f3n celular, un proceso que extrae agua de las c\u00e9lulas, haci\u00e9ndolas m\u00e1s comprimidas y r\u00edgidas.<\/p>\n Los investigadores registraron videos de las c\u00e9lulas a diferentes velocidades de fotogramas y observaron c\u00f3mo los movimientos de las part\u00edculas cambiaban con la rigidez celular.\u00a0Cuando observaban las c\u00e9lulas a frecuencias superiores a 10 cuadros por segundo, observaban principalmente part\u00edculas que se mov\u00edan en su lugar;\u00a0Estas vibraciones parec\u00edan ser causadas por la temperatura sola.\u00a0S\u00f3lo a velocidades de cuadros m\u00e1s lentas detectaron movimientos aleatorios m\u00e1s activos, con part\u00edculas disparando a trav\u00e9s de distancias m\u00e1s amplias dentro del citoplasma.<\/p>\n Para cada video, rastrearon la trayectoria de una part\u00edcula y aplicaron un algoritmo que hab\u00edan desarrollado para calcular la distancia de recorrido promedio de la part\u00edcula.\u00a0A continuaci\u00f3n, se conect\u00f3 este valor de movimiento en un formato generalizado de la ecuaci\u00f3n de Stokes-Einstein.<\/p>\n Guo y Gupta compararon sus c\u00e1lculos de rigidez con las medidas reales que hicieron usando pinzas \u00f3pticas.\u00a0Sus c\u00e1lculos coincid\u00edan con mediciones s\u00f3lo cuando utilizaban el movimiento de part\u00edculas capturadas a frecuencias de 10 fotogramas por segundo o m\u00e1s.\u00a0Guo dice que esto sugiere que los movimientos de part\u00edculas que ocurren en las frecuencias altas son de hecho temperatura-impulsado.<\/p>\n Los resultados del equipo sugieren que si los investigadores observan las c\u00e9lulas con velocidades de fotogramas suficientemente r\u00e1pidas, pueden aislar los movimientos de part\u00edculas que son impulsados \u200b\u200bpuramente por la temperatura y determinar su desplazamiento promedio – un valor que puede ser conectado directamente a la ecuaci\u00f3n de Einstein para calcular la rigidez de una c\u00e9lula.<\/p>\n “Ahora si la gente quiere medir las propiedades mec\u00e1nicas de las c\u00e9lulas, simplemente pueden verlas”, dice Guo.<\/p>\n El equipo est\u00e1 trabajando con m\u00e9dicos del Hospital General de Massachusetts, que esperan utilizar la nueva t\u00e9cnica no invasiva para estudiar c\u00e9lulas implicadas en c\u00e1ncer, asma y otras condiciones en las que las propiedades celulares cambian a medida que avanza la enfermedad.<\/p>\n “La gente tiene una idea de que los cambios estructurales, pero los m\u00e9dicos quieren utilizar este m\u00e9todo para demostrar si hay un cambio, y si podemos utilizar esto para diagnosticar estas condiciones”, dice Guo.<\/p>\n Esta investigaci\u00f3n fue financiada, en parte, por el Departamento de Ingenier\u00eda Mec\u00e1nica del MIT.<\/p>\n Fuente:<\/strong> MIT News<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" Los ingenieros del MIT han ideado una manera de evaluar las propiedades mec\u00e1nicas de una c\u00e9lula simplemente observando.\u00a0Los investigadores utilizan la microscop\u00eda confocal est\u00e1ndar para cero en los movimientos constantes, jiggling de las part\u00edculas de una c\u00e9lula.<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":6572,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[370],"tags":[],"class_list":["post-6571","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-salud"],"yoast_head":"\n