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Los científicos de Johns Hopkins crean un mapa imponente 3D de los vasos sanguíneos y de las células madres en cráneo del ratón

Los científicos del remedio de Johns Hopkins han utilizado las substancias químicas que brillaban intensamente y otras técnicas para crear un mapa 3D de los vasos sanguíneos y de las células de uno mismo-renovación del “vástago” que forran y penetran un cráneo del ratón. El mapa ofrece situaciones exactas de los vasos sanguíneos y de las células madres que los científicos podrían utilizar eventual para reparar heridas y para generar el nuevos hueso y tejido en el cráneo.

Necesitamos ver qué está suceso dentro del cráneo, incluyendo las situaciones relativas de los vasos sanguíneos y de las células y cómo su organización cambia durante daño y en un cierto plazo.”

Warren Grayson, Ph.D., profesor de la ingeniería biomédica y director del laboratorio para la ingeniería craneofacial y ortopédica del tejido, Facultad de Medicina de la Universidad John Hopkins

Su laboratorio se centra en biomateriales que se convierten y células madres de trasplante en el cráneo para reconstruir el tejido faltante del hueso.

Otros científicos han ofrecido los mapas de pequeñas porciones de vasos sanguíneos y de células madres en el cráneo del ratón. “Sin embargo, un ampliar la imagen del cráneo nos da una mejor comprensión de la vasculatura entera y la distribución de diversa célula madre pulsa,” dice a Alexandra Rindone, estudiante de tercer ciclo en la Universidad John Hopkins y la Facultad de Medicina y el primer autor del papel.

El nuevo mapa, publicado el 28 de octubre en comunicaciones de la naturaleza, es una vista 3D de la capota de un cráneo del ratón - su hueso craneal, o el calvaria - que se compone de cuatro conectó los huesos del cráneo.

Para crear el mapa, que incluye cientos de miles de células, los investigadores de Johns Hopkins utilizaron cuatro técnicas dominantes para establecer claramente los buques y las células.

Primero, utilizaron inmunofluorescencia para marcar las moléculas con etiqueta en la superficie de una variedad de vasos sanguíneos y de células madres con un fluorescente, o brillar intensamente, substancia química.

Entonces, los científicos utilizan una composición química que ayude a la luz para penetrar el cráneo sin dispersar - un método llamado claro óptico del tejido. “Hace que el cráneo aparece como el cristal,” dice Rindone.

Para tomar la imagen 3D, los científicos utilizaron un microscopio del lightsheet, un dispositivo que toma imágenes de granes parte del tejido a la velocidad de alta resolución y rápida, pero disminuyen photobleaching. “Esta herramienta nos ayuda a evitar el deterioro del tinte fluorescente cuando los tejidos se exponen a las fuentes de luz durante mucho tiempo,” dice Rindone.

Finalmente, utilizaron los programas informáticos para determinar y para dividir las estructuras celulares del 3D en segmentos del cráneo y para reconstruir los coordenadas espaciales y los volúmenes de las estructuras. “Esto nos muestra la incidencia del vástago y las células de hueso y su orientación en el cráneo,” dice Rindone.

El mapa reveló lugares previamente desconocidos en el cráneo donde las células madres residen, determinado cerca de las estructuras llamadas los canales transcortical, que son los pequeños canales que penetran el hueso del cráneo y conectan los guarniciones exteriores del cráneo con las cavidades en el centro que contienen médula.

Los científicos de Johns Hopkins están trabajando para adaptar el método de la cartografía 3D a la imagen el cráneo humano, que es desafiador debido al cráneo humano de gran tamaño y cómo la luz pasa a través de ella. Con todo, el método se podía utilizar para hacer los mapas 3D de tipos de la célula dentro del hueso y de otros tejidos humanos.https://www.hopkinsmedicine.org/">

Source:
Journal reference:

Rindone, A.N., et al. (2021) Quantitative 3D imaging of the cranial microvascular environment at single-cell resolution. Nature Communications. doi.org/10.1038/s41467-021-26455-w.