A primera vista, Un par de imágenes premiadas creadas por la investigadora de posgrado de la Universidad de Southampton, Catarina Moura, parecen tener un tema estacional. Pero mire más de cerca y verá que los componentes de las imágenes (o micrografías) de un árbol de Navidad y una corona de temporada en realidad están compuestas por células madre creadas utilizando técnicas innovadoras de imágenes basadas en láser utilizadas como parte de un programa de investigación de medicina regenerativa. en Southampton.

Los objetos circulares verdes en las imágenes son células de colágeno y los 'puntos' rojos son células grasas, ambos extraídos de la médula ósea humana cuyo color Catarina ha mejorado electrónicamente para resaltar sus detalles. Normalmente, las células de colágeno que aparecen verdes en el árbol de Catarina y las imágenes de la corona serían de color más azul pero, ella dice, las células grasas ciertamente aparecerían rojas con los láseres utilizados. "Elegí el verde para las fibras de colágeno en mis imágenes porque cuando usas la técnica de etiquetado usualmente usas una mancha que tiene una fluorescencia verde y, porque un científico generalmente se identificaría con ese color verde cuando mira las fibras de colágeno etiquetadas, Decidí usar el mismo color y crear algo más festivo al mismo tiempo, "dice Catarina.

Trabajando con biólogos esqueléticos en el Hospital General de Southampton, Catarina está investigando nuevas técnicas ópticas para monitorear el desarrollo de las células, utilizado en nuevos enfoques de medicina regenerativa, en este caso, para crear y hacer crecer cartílago a partir de células madre humanas. Su doctorado se centra en el desarrollo de un nuevo enfoque de imágenes sin etiquetas para evaluar las células madre humanas y la regeneración esquelética de forma no destructiva y no invasiva.

"Estoy trabajando con el profesor Richard Oreffo y el Dr. Rahul Tare del Centro de Desarrollo Humano de la Universidad, Stem Cells and Regeneration que están tratando de crear y hacer crecer cartílago en el laboratorio utilizando las propias células madre del paciente (autólogas) para luego ser implantadas nuevamente en el paciente si tienen un defecto en el cartílago, ", explica." Mi parte del proyecto es desarrollar y utilizar técnicas para facilitar el seguimiento del desarrollo de las células en cartílago en tiempo real, lo que es importante para saber si se puede utilizar para el paciente y cuándo. Si tiene éxito, puede utilizar el mismo cartílago para crear el nuevo tejido, por lo que es muy importante para nosotros realizar el seguimiento correcto ".

Las técnicas tradicionales implican etiquetar o inyectar las células con tintes o fluoróforos, compuestos fluorescentes que "brillan" cuando se exponen a la luz, para detectar sus intrincadas estructuras. Bajo la tutela de su supervisor de doctorado, Sumeet Mahajan de Southampton, Profesor de Biofotónica Molecular e Imágenes en Química e Instituto de Ciencias de la Vida (IfLS), Catarina está utilizando láseres ultrarrápidos para lograr el mismo efecto pero de una manera menos invasiva.

"Las técnicas tradicionales para detectar si el cartílago se está desarrollando pueden ser perjudiciales y, en muchos casos, destructivo, "Explica Catarina." Nuestro proceso no se ha utilizado antes. Lo que estamos tratando de hacer es introducir las técnicas de biología que se utilizan normalmente en química o física, utilizando propiedades químicas o estructurales inherentes a las células madre humanas. Actualmente, para la validación, todavía necesitamos hacer los ejercicios estándar junto con nuestras nuevas técnicas para poder comparar los dos conjuntos de resultados y, por supuesto, utilizando láseres ultrarrápidos necesitamos asegurarnos de que todo esté optimizado antes de que pueda ir a la clínica, especialmente el tiempo de exposición.

"La gran ventaja de nuestros enfoques de imágenes basados ​​en láser sin manchas es que puede utilizar la muestra de células madre sin tener que interrumpir el proceso de desarrollo en tiempo real, no es necesario realizar ninguna alteración celular y no hay fotoblanqueo (decoloración) que es bastante común con el material fluorescente, "Catarina se entusiasmó." Simplemente coloque el cartílago de bioingeniería bajo el microscopio y tendrá la imagen ".

El profesor Richard Oreffo añadió:"Fundamentalmente, a diferencia de los métodos basados ​​en tinción estándar actuales, el método de obtención de imágenes sin tinción se puede trasladar a la clínica, ya que las células madre no se dañan ni se alteran de ninguna manera. Por eso, la tecnología se puede utilizar para evaluar objetivamente el desarrollo y examinar las células madre para estar absolutamente seguro antes de usarlas para la terapia ".

Profesor Mahajan, concluyó:"Este trabajo ejemplifica a la perfección una investigación interdisciplinaria interdisciplinaria muy interesante que está superando los límites para lograr un alto impacto. La financiación del doctorado por parte del Instituto de Ciencias de la Vida de la Universidad de Catarina impulsó la colaboración entre Richard y Rahul en el Instituto de Ciencias del Desarrollo y nosotros, que de otro modo hubiera sido difícil, que ha dado lugar a resultados emocionantes, algunas imágenes impresionantes y conocimientos que tienen el potencial de cambiar la vida de las personas mediante la terapia con células madre ".