RESPUESTA ANTE LA COVID-19 - Estamos comprometidos a apoyar a nuestra comunidad científica durante esta pandemia. Obtener más información

En la Universidad de Zúrich utilizan el sistema ImageXpress Widefield para investigar las interacciones entre patógeno y huésped

“Necesitábamos poder adquirir imágenes y cuantificar rápidamente las formaciones de placas virales fluorescentes acompañadas de otros muchos marcadores de elección en un formato automatizado y compatible con el cribado”.

Grupo del Prof. Dr. Urs Greber, Institute of Molecular Life

Sciences, Universidad de Zúrich, Suiza

Vardan Andriasyan

Fanny Georgi

Robert Witte

Luca Murer

Dr. Artur Yakimovich (ahora en el MRC Laboratory for Molecular Cell Biology, University College de Londres)

Sistema de adquisición de imágenes de alto contenido ImageXpress Micro Confocal

Sistema de análisis de alto contenido ImageXpress Micro XLS Widefield

El reto

En la Universidad de Zúrich, los investigadores están interesados en los últimos eventos que se producen en las células humanas infectadas por patógenos que se replican, como los virus. Estos procesos normalmente implican la diseminación de la progenie recién sintetizada del patógeno y su propagación a células huésped no infectadas. Su objetivo general es dilucidar cómo los virus controlan las funciones y la dinámica de la membrana y los lípidos, los procesos de transporte citoplasmático y el metabolismo para sustentar su expresión génica, la formación de progenie y, en última instancia, la transmisión entre células. La investigación se centra en adenovirus y rinovirus, dos agentes que causan enfermedades respiratorias en humanos.

Uno de los primeros ensayos cuantitativos desarrollados en virología fue el ensayo de placas. Desarrollado originalmente por Renato Dulbecco, el ensayo mide la propagación de agentes infecciosos en una monocapa de células. Sin embargo, una de las limitaciones de este ensayo es el bajo rendimiento. Por ello, el equipo quería mejorar este ensayo desarrollando un método de alto rendimiento, basado en microscopía, con fluorescencia y ampliamente aplicable para extraer características biopatológicas de células clonales.

En la Universidad de Zúrich utilizan el sistema ImageXpress Widefield

La solución

Para adquirir y analizar imágenes de células infectadas, el grupo utiliza un sistema ImageXpress® Confocal, así como un sistema ImageXpress Widefield. Utilizando estos instrumentos, junto con el software de análisis de imágenes que el grupo desarrolló internamente, han llevado el ensayo de placas clásico a un nuevo nivel, al que denominan Plaque2.0.

El grupo combina herramientas de última generación de laboratorio húmedo, adquisición de imágenes y análisis de imágenes y datos, así como simulaciones por ordenador para visualizar, medir y predecir las estrategias que utilizan los diferentes patógenos para garantizar su supervivencia y procreación a expensas de su huésped.

“Lo que nos gusta especialmente de nuestros sistemas ImageXpress es la combinación de flexibilidad y fiabilidad. Son los caballos de batalla de nuestro grupo”, comenta Vardan Andriasyan.

Los resultados

 

El uso por el grupo de la adquisición de imágenes de alto contenido para mejorar el ensayo de placas clásico les permite adquirir imágenes y cuantificar rápidamente las formaciones de placas virales acompañadas de otros muchos marcadores de elección en un formato automatizado y compatible con el cribado.

Utilizando los sistemas ImageXpress Confocal y Widefield para analizar los procesos celulares inducidos por virus, pueden investigar los cambios fenotípicos que se producen durante la infección. Las mediciones multiparamétricas incluyen información de la densidad, intensidad, área, forma o localización de la infección a niveles de placa única o de población. El equipo emplea la adquisición de imágenes de células vivas y de punto final de células y virus y combina esto con análisis bioquímicos y modelos numéricos.

El grupo confía en que su investigación permita obtener nueva información sobre los mecanismos moleculares subyacentes a las funciones celulares y procesos de infección, y proporcionar una base para aplicaciones virales en investigación clínica y biotecnología. Esto puede permitir el diseño de nuevos fármacos antivirales.

La composición de imágenes de microscopía de fluorescencia siguiente (no a escala) representa la formación de placas tras la infección de las células en cultivo con adenovirus (células azules), virus de la variolovacuna (naranja, verde) y virus del herpes (magenta). Las imágenes se adquirieron usando el sistema ImageXpress Micro Widefield.

 

“El IXM-XL y el IXM-C nos ayudaron a descubrir un nuevo inhibidor viral basado en los datos”.

Inhibidor viral basado en datos

 

Referencias

 

Referencia-imagen

En la siguiente publicación puede encontrar más información sobre el ensayo Plaque2.0:

Yakimovich, A., Andriasyan, V., Witte, R., Wang, I. H., Prasad, V., Suomalainen, M., & Greber, U. F. (2015). Plaque2.0 - A High-Throughput Analysis Framework to Score Virus-Cell Transmission and Clonal Cell Expansion. PloS one, 10 (9): e0138760.

Más información sobre las investigaciones del grupo