Las imágenes de espectrometría de masas se muestran prometedoras en el diagnóstico de enfermedades cerebrales



Todos los profesionales médicos quieren poder diagnosticar enfermedades de forma rápida y correcta. Su capacidad futura para hacerlo dependerá de identificar qué bioquímicos están presentes en las secciones de tejido, dónde están las biomoléculas y en qué concentraciones.

Para este propósito, serán útiles las imágenes por espectrometría de masas, que pueden identificar múltiples bioquímicos en un solo experimento. Sin embargo, es necesario mejorar la estabilidad del muestreo biomolecular para obtener la información de distribución química con alta resolución espacial.

En el reciente estudio publicado en Química analítica, investigadores de la Universidad de Osaka utilizaron espectrometría de masas para obtener imágenes de la distribución de moléculas de grasa en el tejido cerebral de ratones. Adquirieron datos con una resolución espacial de 6,5 micrómetros, lo que permitió el análisis a nivel celular.

Los investigadores utilizaron un capilar muy pequeño para extraer suavemente las moléculas de lípidos de una sección de tejido y una configuración cuidadosamente diseñada para un control direccional 3D preciso. Aunque el tejido biológico a menudo puede parecer liso a simple vista, en una escala ultrapequeña es bastante áspero. La capacidad de tener en cuenta esta rugosidad a escala ultrapequeña es fundamental para obtener datos bioquímicos reproducibles a alta resolución espacial.

En nuestros experimentos, la amplitud de vibración de la sonda es constante incluso cuando cambia la altura de la muestra. También podemos medir cambios en la altura de la muestra hasta 20 micrómetros, y se puede aumentar hasta 180 micrómetros “.

Yoichi Otsuka, primer autor del estudio, Universidad de Osaka

Los primeros experimentos de los investigadores fueron medir distribuciones irregulares de moléculas a través de una superficie irregular: micropocillos llenos de diversas concentraciones de un tinte. Las concentraciones medidas se correlacionaron con las concentraciones conocidas, y la topografía de la superficie medida fue cercana al diámetro real del micropocillo. Los experimentos con secciones de cerebro de ratón arrojaron datos multidimensionales de múltiples moléculas, como la distribución de ciertas hexosilceramidas, lípidos que son importantes en el envejecimiento.

“El análisis de componentes principales nos ayudó a integrar nuestra amplia gama de datos”, explica Takuya Matsumoto, autor principal. “Por ejemplo, podríamos asignar las clases de lípidos que están presentes principalmente en la corteza y el tallo cerebral”.

Correlacionar dichos datos con la progresión de la enfermedad requerirá más estudios y quizás un desarrollo adicional de la configuración de extracción de biomoléculas de los investigadores. Los investigadores anticipan que su enfoque será útil para obtener imágenes cuantitativas de la miríada de redes neuronales en el tejido cerebral. En última instancia, esperan ayudar a los médicos a diagnosticar de manera confiable enfermedades como el cáncer de cerebro en una sección de tejido con el apoyo de información molecular en alta resolución espacial.

Fuente:

Referencia de la revista:

Otsuka, Y., et al. (2020) Imágenes multimodales de alta resolución espacial mediante ionización por electropulverización de sonda de exploración en modo de pulsación con control de retroalimentación. Química analítica. doi.org/10.1021/acs.analchem.0c04144.

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