Aplicaciones de la Tomografía Crioelectrónica

Aplicaciones de la Tomografía Crioelectrónica

La tomografía de crio-electrón es una forma de microscopía electrónica de transmisión, en la que se capturan una serie de imágenes bidimensionales de la muestra en diferentes ángulos en un entorno de vacío, y luego se combinan para crear una reconstrucción tridimensional.

En la tomografía crioelectrónica, las muestras se inmovilizan en hielo y se obtienen imágenes a temperaturas muy bajas. La muestra se disuelve en medios acuosos, luego se sumerge en un agente criogénico para crear hielo vítreo o no cristalino.



La ventaja de este enfoque es evitar la deshidratación o la fijación química que podría alterar la apariencia de las estructuras.

Aplicaciones de CET en Microbiología

En comparación con otras técnicas de imagen, CET puede proporcionar detalles únicos sobre muestras que incluyen orgánulos subcelulares o complejos proteicos estructuralmente heterogéneos.

Visualización de redes citoesqueléticas

La EM tradicional para citoesqueletos ha proporcionado algunos conocimientos sobre la arquitectura de las redes de actina, pero la resolución espacial ha sido limitada. Las vistas de las conexiones entre los filamentos de actina son incompletas, y los métodos de preparación necesarios para la muestra distorsionan la estructura de las redes de actina.

Las estructuras de actina se reorganizan constantemente en células vivas. La vitrificación de células para CET es una técnica clave para la reconstrucción 3D precisa del citoesqueleto.

Por ejemplo, la formación de imágenes CET de células de Dictyostelium discoideum mostró conexiones entre la red de filamentos de actina y la membrana plasmática, así como puntos de ramificación de grandes filamentos de actina.

CET tiene el potencial de aumentar la comprensión de los estados funcionales específicos de las células, como durante la captación de partículas. La capacidad de detener células al instante también puede proporcionar una ventana en procesos muy rápidos como la protuberancia filopodial.

CET en el estudio de células infectadas

Algunas protrusiones celulares, como los filopodios, son propensas al acoplamiento viral, lo que provoca una infección viral. CET puede usarse para estudiar células infectadas, revelando información sobre las etapas de ensamblaje y desarrollo viral en la célula.

Las imágenes tomográficas durante la infección viral también pueden proporcionar datos sobre la variación entre un virus y otro, y sobre los cambios en la distribución entre las cepas virales.

Aplicaciones de CET en el desarrollo de fármacos

Muchos medicamentos nuevos en desarrollo tienen formulaciones complejas diseñadas para mejorar la efectividad y la biodisponibilidad. Por ejemplo, las drogas se pueden encapsular en un liposoma.

Estos son generalmente de aproximadamente 100 nm de tamaño, lo que permite que el liposoma se mueva a través del torrente sanguíneo hacia su objetivo. CET es una herramienta útil para estudiar el liposoma de la droga. Las características clave del liposoma se pueden capturar en las imágenes, así como también el tamaño y la estructura de su carga.

CET como herramienta de diagnóstico

Los cilios son estructuras celulares externas que juegan un papel esencial en la salud humana. En la discinesia ciliar primaria, los cilios tienen defectos estructurales.

Los métodos tradicionales EM se han utilizado para estudiar estructuras de cilios en pacientes normales y enfermos, pero debido a los métodos de preparación de muestras requeridos por EM, los cambios relacionados con la enfermedad en los cilios son poco conocidos.

El uso de CET reveló un defecto primario previamente desconocido y defectos secundarios heterogéneos en los cilios afectados por PCD. Los datos revelaron una heterogeneidad estructural y funcional en los radios radiales de los cilios, sugiriendo un mecanismo para PCD, y demostraron la utilidad de CET para diagnosticar enfermedades humanas.

 

Referencias:

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