Mapa del proceso de embriogénesis captado por los investigadores de la UPM. Fuente: UPM.
¿Cómo se forman los órganos durante el desarrollo embrionario? ¿Por qué deciden las células agruparse y crear un corazón o un ojo si todas ellas son muy similares cuando se dividen desde el cigoto en los primeros momentos de la vida? Esas son algunas de las grandes preguntas que todavía debaten actualmente los biólogos.
El desarrollo de nuevas tecnologías de la imagen, como la microscopía de fluorescencia multifotón y los protocolos de marcaje, como la hibridación in situ, ha permitido en los últimos años registrar estos acontecimientos desde las primeras fases en embriones de pez cebra, especie considerada como modelo para estudiar el desarrollo de los vertebrados.
“Ahora disponemos de imágenes en las que la diferenciación genética se hace visible a nivel celular, lo que ofrece una oportunidad sin precedentes para solucionar estas incógnitas”, explica Carlos Castro-González, autor principal del trabajo, que se ha llevado a cabo en el Laboratorio de Tecnología de Imágenes Biomédicas de la Universidad Politécnica de Madrid (UPM), con la participación de los investigadores Carlos Castro-González, Miguel A. Luengo Oroz, María J. Ledesma Carbayo y Andrés Santos, junto con un equipo de biólogos del Centro Nacional de Investigación Científica (CNRS) de Francia, dirigidos por la investigadora Nadine Peyriéras.
“Sin embargo, estas técnicas tienen limitaciones y solo se pueden detectar e identificar un reducido número de expresiones genéticas cada vez. Por ello, se hacía necesario desarrollar herramientas computacionales que fueran capaces de combinar las diferentes imágenes adquiridas. Era la única forma posible de reunir toda la información que los biólogos necesitan para tratar de resolver el puzle”, señala el investigador en la nota de prensa de la UPM.
El desarrollo de nuevas tecnologías de la imagen, como la microscopía de fluorescencia multifotón y los protocolos de marcaje, como la hibridación in situ, ha permitido en los últimos años registrar estos acontecimientos desde las primeras fases en embriones de pez cebra, especie considerada como modelo para estudiar el desarrollo de los vertebrados.
“Ahora disponemos de imágenes en las que la diferenciación genética se hace visible a nivel celular, lo que ofrece una oportunidad sin precedentes para solucionar estas incógnitas”, explica Carlos Castro-González, autor principal del trabajo, que se ha llevado a cabo en el Laboratorio de Tecnología de Imágenes Biomédicas de la Universidad Politécnica de Madrid (UPM), con la participación de los investigadores Carlos Castro-González, Miguel A. Luengo Oroz, María J. Ledesma Carbayo y Andrés Santos, junto con un equipo de biólogos del Centro Nacional de Investigación Científica (CNRS) de Francia, dirigidos por la investigadora Nadine Peyriéras.
“Sin embargo, estas técnicas tienen limitaciones y solo se pueden detectar e identificar un reducido número de expresiones genéticas cada vez. Por ello, se hacía necesario desarrollar herramientas computacionales que fueran capaces de combinar las diferentes imágenes adquiridas. Era la única forma posible de reunir toda la información que los biólogos necesitan para tratar de resolver el puzle”, señala el investigador en la nota de prensa de la UPM.
Herramientas
Estas herramientas informáticas se han dado a conocer a la comunidad científica gracias a su publicación en la prestigiosa revista PLOS Computational Biology, una publicación abierta que promueve la investigación de primer nivel y el uso de sus hallazgos entre la comunidad investigadora.
El sistema desarrollado por los investigadores de la UPM ya se ha utilizado para cuantificar las diferencias que se producen en el desarrollo de diferentes individuos y para medir las características del perfil de expresión genética de las células que subyace en la gastrulación, la etapa del desarrollo embrionario que da lugar a la formación de las capas fundamentales del embrión, y que es decisivo para la formación de la médula espinal en los vertebrados.
“Se trata de una información muy relevante para comprobar el efecto de los nuevos medicamentos y sus potenciales aplicaciones en medicina regenerativa”, concluye Castro-González.
Estas herramientas informáticas se han dado a conocer a la comunidad científica gracias a su publicación en la prestigiosa revista PLOS Computational Biology, una publicación abierta que promueve la investigación de primer nivel y el uso de sus hallazgos entre la comunidad investigadora.
El sistema desarrollado por los investigadores de la UPM ya se ha utilizado para cuantificar las diferencias que se producen en el desarrollo de diferentes individuos y para medir las características del perfil de expresión genética de las células que subyace en la gastrulación, la etapa del desarrollo embrionario que da lugar a la formación de las capas fundamentales del embrión, y que es decisivo para la formación de la médula espinal en los vertebrados.
“Se trata de una información muy relevante para comprobar el efecto de los nuevos medicamentos y sus potenciales aplicaciones en medicina regenerativa”, concluye Castro-González.
Referencia bibliográfica:
Carlos Castro-González, Miguel A. Luengo-Oroz, Louise Duloquin, Thierry Savy, Barbara Rizzi, Sophie Desnoulez, René Doursat, Yannick L. Kergosien, María J. Ledesma-Carbayo, Paul Bourgine, Nadine Peyriéras, Andrés Santos: A Digital Framework to Build, Visualize and Analyze a Gene Expression Atlas with Cellular Resolution in Zebrafish Early Embryogenesis. PLOS Computational Biology (2014). DOI: 10.1371/journal.pcbi.1003670.
Carlos Castro-González, Miguel A. Luengo-Oroz, Louise Duloquin, Thierry Savy, Barbara Rizzi, Sophie Desnoulez, René Doursat, Yannick L. Kergosien, María J. Ledesma-Carbayo, Paul Bourgine, Nadine Peyriéras, Andrés Santos: A Digital Framework to Build, Visualize and Analyze a Gene Expression Atlas with Cellular Resolution in Zebrafish Early Embryogenesis. PLOS Computational Biology (2014). DOI: 10.1371/journal.pcbi.1003670.