martes, 28 de octubre de 2008

Experimentos que marcan

La investigación que uno puede llegar a hacer en un doctorado será más o menos importante en el campo concreto en que esté enmarcada. A veces es más, a veces menos importante. Incluso a lo largo de la vida de un investigador, es posible que nunca "descubra" nada muy importante, y que su contribución sea más bien modesta, pero imprescindible para la continuación en una determinada línea.
Yo hago Biología del Desarrollo, que dicho así rápido es estudiar cómo los organismos pasan de ser una sola célula tras la fecundación, a convertirse en un animal completo, con tejidos y órganos completos, vivo. Evidentemente muchas cosas ya se saben, y de eso se da cuenta uno cuando lee los experimentos que hicieron, por ejemplo, Hans Spemann y Hilde Mangold (muy fuerte que sólo tenga artículo de Wikipedia en alemán) a principios del siglo XX, y que publicaron en 1924 (que se dice pronto). En estos experimentos, estos dos científicos demostraron cómo las células de una pequeña región del embrión de una rana (el organizador de Spemann) eran capaces de inducir un segundo eje corporal cuando eran transplantadas a otro embrión en la misma etapa de desarrollo. Así, obtuvieron ranas con dos cabezas, por ejemplo. Este tipo de experimentos marcan, evidentemente, un antes y un después en el campo, y uno siempre sueña con descubrir algo así. Sin embargo, cada vez es más difícil descubrir algo de tamaña importancia, puesto que cada vez quedan (al menos en mi campo) menos cosas que descubrir, y más en las que profundizar, que tampoco está nada mal, por cierto.
En mi laboratorio trabajamos con un pequeño pez de agua dulce, que todo el que tenga acuario en casa conocerá: el pez cebra. Cuando damos alguna charla a una audiencia "no peceril", siempre ponemos esta película, que resume en time-lapse las primeras 24 horas del desarrollo de uno de estos peces:

Esta película está muy conseguida, pese a ser de los años 70, y es que el autor es nada más y nada menos que Charles (Chuck) Kimmel, un tío tela de simpático que lleva toda la vida cacharreando con los peces y que hizo una descripción exhaustiva de las etapas tempranas de su desarrollo y les dio nombre. Ahora todos citamos las etapas con el nombre que él les dio. El embrión es transparente, por eso somos capaces de ver en esta película claramente cómo se van dividiendo las células, cómo luego empiezan a cubrir el vitelo (la yema del huevo) y cómo migran hacia el lado dorsal (hacia la derecha) para formar el pez, con su cabeza, su cola, sus primordios de vértebras, etc.
Pero, volviendo al tema de los experimentos que marcan un antes y un después, a veces lees artículos que te dejan con la boca abierta, literalmente. Yo estuve una mañana babeando sobre el teclado cuando este tipo publicó su último artículo. Y es que esta gente ha desarrollado un microscopio que es capaz de tomar imágenes de la muestra desde su alrededor, cubriendo los 360 grados. Y si la muestra es un pez cebra que tiene los núcleos de sus células marcados con GFP (véase el premio Nobel de Química de este año) y grabamos su desarrollo desde la fertilización hasta aproximadamente 10 horas después (más o menos cuando "se cierra" el embrión y se empiezan a adivinar los primordios de ojos, oídos, vértebras y cola), nos queda algo como esto: (A la izquierda una vista "desde arriba", y a la derecha, una "desde abajo")

Lo genial de esta película es que podemos saber, en cada momento, dónde está cada una de las células del embrión. Esta gente ha conseguido grabar cómo se comporta cada una de esas células. Casi ná. Y lo han puesto a disposición de toda la comunidad científica (te puedes bajar todas las películas que han hecho desde aquí). Y no sólo han puesto las películas ya montadas (que en sí sólo tienen un valor estético), sino toooooda la información "en bruto" para que cada cual haga el análisis de la manera que más le convenga.

A mí, personalmente, me parece una pasada.

15 comentarios:

Emilienko dijo...

El primer vídeo lo entiendo; el segundo, no. :)

Aún así, publicar toda la información de la propia línea de investigación, me parece muy aplaudible.

Anónimo dijo...

Increible!
Pero relativamente cierto...

Te animo a que intentes descargar los datos. Verás que las imagenes 'brutas' no las dan en ningún momento (solo los bonitos videos) y que las celulas identificadas en las imagenes de datos 'tratados' no son tan coherentes como deberían. Celulas que aparecen y desaparecen sin parar y ciertas partes del embrión que quedaron en 'sombra'.

Esta claro que ese tipo de microscopio es el futuro, pero aún se está lejos de poder analizar la historia individual de cada célula y los correspondientes linajes... un marketing de lujo!

Bego dijo...

Niña, súper interesante! El texto y los vídeos. Me gusta que sepas explicar para que todos te entendamos, que no haga falta trabajar en el mismo campo para seguir leyendo sin perder el hilo (aunque nos perdamos los detalles, claro)

Mucha suerte, sé a lo que te refieres con lo de "descubrir algo muy importante", supongo que es el sueño de todo aquel con un alma de científico, pero estás haciendo cosas muy importantes, y encima son lo que te gusta, así que no dejes de disfrutar (porque si no, no compensaría tanto trabajo).

Un besazo

Elenita dijo...

Hola Anónimo!
Vaya, ha sido una sorpresa encontrar un comentario como el tuyo :)
Obviamente poner las imágenes "en bruto", tal y como se adquieren en el microscopio sería prácticamente imposible, además de inútil. Prácticamente imposible porque el volumen de información de una sola de esas películas (por ejemplo la número 2) es del orden de los TBytes (3.5 TBytes en este caso).
E inútil en dos sentidos: para el usuario "no científico" bajarse ese volumen de imágenes para verlas una detrás de otra no tiene mucho sentido. Y para el "usuario científico", y me pongo como ejemplo, porque no sabría aplicar el algoritmo que usan ellos para hacer la "deconvolution". (Perdón por el inglés pero esa palabra aún no la he encontrado en español.)
Por eso lo que ponen es la información que ellos han obtenido tras analizar esos cuantos TBytes de imágenes: unos ficheros MATLAB con la información, traducida a columnas de números, sobre la posición, la intensidad de la fluorescencia, coordenadas de inicio y final de trayecto, etc... de cada núcleo detectable. Y esos datos son los que son manejables (cada base de datos pesa unos 400MB) y útiles al menos para el "usuario científico".
Espero haberte aclarado un poco...
Por supuesto, en lo que sí estoy de acuerdo contigo es en la dificultad de establecer el linaje de cada célula, pero tendrás que admitirme que estamos algo más cerca ahora, no?
Tengo que mirar las pelis más detenidamente, pero tengo entendido que lo de las "zonas de sombra" es un artefacto propio de este tipo de microscopios. Aquí tenemos uno parecido, voy a enterarme un poco. Si me mandas tu dirección te cuento.

Elenita dijo...

Emilienko, en la segunda película lo que vemos son únicamente los núcleos de las células marcados con GFP. La imagen de la izquierda es un embrión visto desde arriba, por eso continuamente se ven núcleos dividiéndose (imagínate la primera peli vista desde arriba). La imagen de la derecha es vista desde abajo, por eso sólo se empiezan a ver núcleos cuando las células superan el 50% de epibolia, que es el moviemiento por el cual las células se extienden sobre el vitelo como si le estuviéramos poniendo un gorro de lana a una pelota de fútbol. En esta imagen se ve cómo el embrión va "cerrándose" y la vez en la de la derecha se ve cómo se va formando la cabeza.
Te he aclarado algo?

Un abrazo doctor :)

Elenita dijo...

Uffff Bego... ningún interés tengo en descubrir algo "muy importante"... jajaja... me conformo con que mi proyecto salga bien y no se cumpla la gran tragedia de la Ciencia:
The slaughtering of a beautiful hypothesis by an ugly fact.

Y es que mi hipótesis es taaaan bonita... :D qué friki soy madre...
No, ya en serio, cualquier cosa que uno haga por sí mismo y de la que se sienta orgulloso es "muy importante" así que en eso estoy...
Un besote y cuenta cositas de las inglaterras!!

Anónimo dijo...

Buenas Elenita!

Tienes razón en el tema de que no vale para nada poner los datos a disposición para fines divulgativos('no cientificos') y para eso los videos son geniales!

Ahora, para fines cientificos, lo ideal es poner los datos deconvolucionados y filtrados junto con la base de datos de nucleos y sus caracterisaticas. Así podrás ver qué y dónde está pasando algo realmente. Y la validez de las tablas adjuntas.
Incluso tú como usuaria experta no podrás hacer nada sólo con la base de datos... te lo digo por experiencia! aquí hemos cargado los datos en diferentes interfaces de visualización, intentado ejecutar los scripts matlab -falta algún módulo clave-, intentado identificar las partes del embrión (de ahí lo de las zonas de sombra- partes que faltan - y sí, es por el microscopio y ademas hay un detalle que tiene que ver con la resolución en z, que es unas 3um lo que hace que a partir de cierto estadio un nucleo no tenga más de 3 slices y ademas esté pegado al de abajo).
Es verdad que es un artículo increible, pero su valor no deja de ser la potencialidad del SPIM (microscopio), el resto nos ha defraudado bastante...
salud!

Elenita dijo...

Buenas de nuevo!

He de admitir que no he intentado cargar los datos todavía, así que si es como tú dices, tendré que retractarme de mis palabras y admitir que no se puede hacer el análisis tal y como yo pensaba.
Por cierto, he notado que tú también le llamas SPIM. Te has fijado que ellos le han cambiado el nombre?
Sabes si hay algo muy distinto entre ambos?Por lo que veo en las figuras es sólo que el plano de luz "escanea" la muestra, en vez de ser un plano único inmóvil, no?

Anónimo dijo...

Buenas,

el SPIM ya escaneaba diferentes planos, el DSLM es una version refinada en cuanto a su control mediante software y que permite,creo, manejar por ejemplo un par de camaras a la vez en el mismo microscopio
http://www.focusonmicroscopy.org/2007/PDF/267_Keller.pdf

Achab dijo...

Chulo, chulo

Anónimo dijo...

Me parece extraordinario que jovenes Españoles se interesen por descrubir algo transcendental para la ciencia , pero habria que preguntarse que es lo que necesitan las personas para mejorar su calidad de vida. Ahi esta la clave , la busqueda de soluciones a problemas reales para tranferirlo a la población , entonces la ciencia siempre encuentra algo que puedar ser usado por otros

Elenita dijo...

Bueno, hace bastantes años cuando jóvenes investigaban sobre el gen p53, nadie pensó que ayudaría tanto a la investigación sobre el cáncer de hoy en día.
Aquí hacemos ciencia básica. Y no, lamentablemente no puedo decir que me dedico a curar el cáncer, el sida o la malaria. Pero sí que lo que yo descubra quizá sirva dentro de 10 años para hacerlo.
Entiendo que para el público general, lo que yo hago es aburrido y todo el mundo me dice, después de explicárselo: "Y eso para qué sirve?". Incluso hay gente que se queja de que se invierta dinero en lo que yo hago.

Y yo no siento la necesidad de explicarme, de dar excusas, y tampoco me siento mal. Y es que nunca se construyó una casa sin cimientos...

Anónimo dijo...

buenas,

pues en mi opinion no son solo cimientos... basta con poner en google 'zebrafish + cancer' o 'zebrafish + stem cell' o 'zebrafish + novartis'. El avance de estas investigaciones es clave para el futuro de sistemas sanitarios (medicina preventiva basada en criterios geneticos, medicina regenerativa, celulas madre -linajes celulares-, cancer) y consecuentemente para el PRESENTE de las empresas fasmaceuticas y espermos que para el mañana de la gente. A mi juicio lo que hay es mucha ignorancia acerca de qué, cuándo y cuánto una investigación es útil. Y es ese punto el que lleva a España a estar en la penosa situación de I+D en la que estamos, dónde sólo tenemos 1 empresa (telefonica) entre las 100 empresas europeas que más invierten en I+D (que ha su vez dan verguenza en la clasificación mundial). Pero es normal que estemos así, cuando el ladrillo es (afortunadamente cada vez más 'era') rentable al mes 1. Para esto del linaje del pez-cebra igual tienes que esperar unos meses o incluso un par de años para encontrar el grupo de celulas que desarrollan el tejido cardiaco y que si las identificas en el hombre, podrás usarlas para reparar los tejidos después de un infarto. (esta última frase es una metáfora)

salud!

Anónimo dijo...

Creo que la interpretación a mi comentario no ha sido el correcto , posiblemente porque me he expresado mal. Quiero decir que la unica forma de que el conocimiento cientifico genere recurso es viendole la utilidad para las personas . Eso es uno de los retos de los investigadores " saber vender " su producto. " Hay que invertir dinero en generar conocimiento y hay que invertir conocimiento para generar dinero "Esko AHo"

Elena dijo...

Hola!
Estoy traduciendo un al español un artículo de divulgación precisamente sobre este paper y me gustaría saber cual es la traducción al español de SPIM y DSLM (si es que tiene). Yo no trabajo con este tipo de microscopía así que no tengo ni idea. Alguien me podría ayudar?
Gracias!
Elena