Aplicaciones de Array Tomography

El cerebro es un órgano complejo con millones de conexiones neuronales y vías de señalización. Comprender la relación entre la estructura y la función del tejido neuronal ayuda a aclarar parte de esta complejidad, con el fin de entender mejor cómo funciona el cerebro y, a largo plazo, saber cómo tratar las disfunciones a través de intervenciones médicas.

ZEISS Atlas 5 Array Tomography es una herramienta de hardware/software capaz de captar automáticamente imágenes de secciones en serie del sustrato con una resolución nanométrica. Este flujo de trabajo único es fácil de usar y se ha diseñado específicamente para que la captura de imágenes automatizada permita visualizar en 3D los grandes volúmenes necesarios para comprender las vastas conexiones del tejido cerebral.

Esta imagen es una imagen SEM a gran escala de una sección ultrafina de un cerebro de ratón montado sobre un sustrato. Se adquirió utilizando Atlas 5 Array Tomography para ayudar a automatizar la adquisición.

Se pueden identificar detalles subcelulares como el núcleo y las mitocondrias. Cuando se reconstruyen en 3D, las conexiones entre las distintas neuronas se pueden cartografiar.

Este vídeo demuestra el gran valor de utilizar Atlas 5 Array Tomography para agilizar sus flujos de trabajo de AT. A medida que avanza el vídeo, podrá ver cómo los datos de alta resolución capturados de cada corte pueden combinarse para generar en última instancia un conjunto de datos en 3D.

Cuando se capturan imágenes del cerebro con Array Tomography, existen cientos o miles de cortes que es necesario localizar y visualizar. La identificación manual de cada uno de estos cortes es laboriosa y requiere mucho tiempo. Atlas 5 identifica automática y rápidamente cada una de las secciones, de forma que la captura de imágenes posterior puede comenzar de manera rápida y eficaz, y toda la información de alta resolución sobre cada corte queda registrado en el programa.

La red radicular de una planta proporciona acceso al agua y a los nutrientes, que son componentes cruciales para el crecimiento de cualquier planta. Explorar toda la red radicular, así como comprender la influencia de los microbios externos, es importante para mejorar la salud y el rendimiento de las plantas.

Para investigar la relación simbiótica entre las plantas y las bacterias de los nódulos radiculares es necesario conocer la distribución de los nódulos radiculares y de las bacterias, y para comprenderla en detalle es fundamental combinar la evaluación estructural de alta resolución y la evaluación de la fluorescencia.

Las imágenes son reconstrucciones en 3D o cortes individuales de datos de fluorescencia de secciones en serie de nódulos radiculares que muestran la distribución de los plasmodesmos. Se puede superponer el stack con los datos de SEM para investigar la relación de la infección bacteriana y la distribución de los plasmodesmos.

La muestra se introdujo en resina Epon y se cortó con un ultramicrótomo. Las secciones en serie se transfirieron a cubreobjetos recubiertos de ITO mediante un micromanipulador. Las paredes celulares se tiñeron con calcoflúor blanco (azul) y los plasmodesmos se tiñeron con Alexa Fluor 647 para resaltar la callosa. La muestra se tiñó posteriormente para capturar imágenes en el SEM.

La corea de Huntington es una enfermedad neurodegenerativa incurable y progresiva causada por un gen defectuoso en el cromosoma 4 que codifica la proteína huntingtina. El gen defectuoso provoca la formación de la proteína huntingtina mutante que se pliega de forma incorrecta y se agrupa provocando el desarrollo de placas proteicas en el cerebro. Un deterioro de este tipo en el cerebro provoca trastornos en el movimiento, el comportamiento, el pensamiento y las emociones.
 

La correlación entre la información ultraestructural de alta resolución y los datos de fluorescencia es importante para comprender en profundidad la biología y la progresión de la corea de Huntington.

La imagen de la izquierda/arriba muestra una representación esquemática de la información obtenida en 3D mediante la combinación de las imágenes en serie del microscopio óptico y del SEM de macrófagos que expresan la proteína huntingtina. La imagen pertenece a un experimento realizado con ZEISS ZEN Correlative Array Tomography.