Organismos Modelo na Pesquisa

fevereiro 04, 2025

Organismos Modelo na Pesquisa

Passe de uma visão geral para o detalhamento fino para aumentar a compreensão de seus organismos modelo com os sistemas flexíveis de aquisição de imagens da Leica Microsystems.

Um organismo modelo é uma espécie usada pelos pesquisadores para estudar processos biológicos específicos. Eles têm características genéticas similares aos seres humanos e são usados tipicamente em áreas de pesquisa, como genética, biologia evolucionária e neurociência. Organismos modelo são normalmente escolhidos devido a sua fácil manutenção e reprodução em um ambiente de laboratório, ciclos de geração curtos ou a capacidade de gerar mutações para estudar determinados aspectos ou doenças.

Organismos modelo propiciam percepções valiosas em sistemas biológicos em nível celular, de tecidos, órgãos e sistemas. Há diversos tipos de organismos modelo e eles variam em termos de complexidade e uso. Organismos pequenos e simples, como a levedura, são usados tipicamente para estudar mutações de genes em cânceres humanos, enquanto a mosca da fruta (Drosophila melanogaster) e o peixe-zebra (Danio rerio) são ideais para o estudo da genética e o desenvolvimento de doenças. Modelos em ratos também são amplamente usados na pesquisa biomédica para estudar o progresso de doenças e o desenvolvimento de novos medicamentos.

Autores

Leica Microsystems

Aquisição de imagens de organismos modelo

Passe de uma visão geral para o detalhamento fino para aumentar a compreensão de seus organismos modelo com os sistemas flexíveis de aquisição de imagens da Leica Microsystems.

A Leica Microsystems oferece soluções inovadoras de microscopia para a obtenção da melhor qualidade de imagens. Essas soluções são aplicáveis mesmo com espécimes grandes e complexos, como organismos modelo, e incluem plataformas para a triagem e manipulação.

Mouse embryo with THUNDER Imager Model Organism

Neurofilaments stained in red to assess neuronal outgrowth in E12-14 mouse. The mouse was uncleared. Courtesy of Yves Lutz, Centre d’imagerie, IGBMC, France.

Microscopia para a pesquisa de organismos modelo

Na maioria dos casos, organismos modelo são grandes, complexos e densos, o que pode ser um desafio. Portanto, há uma necessidade de flexibilidade por parte dos sistemas de microscopia para permitir o estudo dessas amostras. Tradicionalmente, diversas técnicas de microscopia são necessárias para o estudo de organismos modelo, de estereomicroscópios, que permitem a análise macroscópica e a manipulação de espécimes como o peixe-zebra, a microscópios multifotônicos, que permitem a aquisição de imagens profundas de organismos vivos grandes.

Para esses espécimes mais espessos, a microscopia confocal é a ferramenta preferida para a visualização aprofundada de detalhes e para evitar sinais fora de foco. No entanto, isso normalmente impõe desafios, como velocidades lentas e photobleaching devido à alta potência do laser.

Tecnologias inovadoras, como a microscopia de lâmina de luz, estão se tornando mais proeminentes na aquisição de imagens dessas amostras sensíveis à luz em 3D, graças à sua baixa fototoxicidade.

Cerebral cortex and hippocampus of adult Thy1-YFP-H mouse brain slice cleared with SeeDB2G. Images courtesy of Dr. Meng-Tsen Ke and Dr. Takeshi Imai, RIKEN Center , Kobe, Japan

Desafios na aquisição de imagens de organismos modelo

O trabalho envolvendo organismos modelo é muito heterogêneo e, como tal, os desafios ao usar técnicas de microscopia variam dependendo de serem usadas para estudos dinâmicos ou para o estudo de eventos moleculares. Mas isso também pode depender da complexidade do organismo modelo usado, abrangendo desde poucas células de C. elegans a animais grandes e complexos como o rato.

Um desafio comum encontrado na aquisição de imagens de organismos modelo é a velocidade do resultado. Devido ao tamanho da amostra, a aquisição de imagens pode envolver tempos de aquisição longos e a análise de muitas imagens para obter um conjunto de dados completo, o que reduz a eficiência experimental geral. A velocidade da aquisição também é um problema ao se adquirir imagens de organismos modelo vivos, pois a fototoxicidade e danos às imagens podem resultar em danos à fisiologia da amostra ou, até mesmo, na morte da amostra. Por fim, pontos de aquisição de imagem com camadas profundas da amostra também podem produzir artefatos e desfocagem.

Zebrafish posterior lateral line primordium migration. Membranes: cyan GFP: Nuclei: magenta, tdTomato. Imaging performed with resonant scanner, Dynamic Signal Enhancement and LIGHTNING. Sample courtesy: Jonas Hartmann, Gilmour Group, EMBL Heidelberg.