Mundo de intrincados músculos revelados dentro de la pierna peluda del gusano de terciopelo

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Cuando se ven bajo un poderoso aumento, los diminutos organismos cuyas partes más pequeñas del cuerpo son demasiado diminutas para verse a simple vista se revelan en una complejidad impresionante. Y ahora, los científicos han desarrollado un método para mirar dentro de estructuras que miden fracciones de un milímetro, e incluso pueden crear imágenes en tres dimensiones, una hazaña que anteriormente había sido imposible.

Durante décadas, la exploración con tomografía computarizada (TC) de rayos X ha permitido a los científicos examinar de forma no invasiva el interior de organismos y objetos y modelarlos en 3D. Pero la tecnología solo funcionaba en sujetos que tenían más de 500 nanómetros (un nanómetro es 1 milmillonésima de metro o 400 milmillonésimas de pulgada).

Recientemente, los científicos desarrollaron un sistema de mesa Nano-CT capaz de capturar imágenes en 3D a una escala sin precedentes: 100 nanómetros. Recientemente se probaron sus límites en unas minúsculas patas de gusano de terciopelo, que miden apenas 0,02 pulgadas (0,4 milímetros) de largo, y esta nueva tecnología visualizó con éxito fibras musculares individuales dentro de la pierna del gusano, informaron los investigadores en un nuevo estudio. [Images: Tiny Life Revealed in Stunning Microscope Photos]

Cuando un objeto es escaneado por CT, se toman múltiples imágenes de rayos X desde muchos ángulos, creando vistas transversales de la estructura interna del objeto. Usando el procesamiento de la computadora, estos "cortes" de imagen individuales se combinan para reconstruir el interior de la imagen en 3D, según la Clínica Mayo.

Nano-CT usa nanotubos para enfocar fuertemente los rayos X y visualizar objetos mucho más pequeños a una resolución más alta que la que había sido posible con las tomografías hasta ahora. Como el proceso crea un modelo 3D digital del objeto a partir de un único escaneo, es más económico y consume menos tiempo que otros métodos de imágenes de alta resolución que solo pueden capturar imágenes 2D en un solo plano, como el microscopio electrónico de barrido ( SEM) y microscopía de escaneo láser confocal (CLSM), explicaron los investigadores en el estudio.

Imágenes de Nano-TC de una pierna de gusano de terciopelo: la imagen de la izquierda muestra la superficie de la pierna, mientras que la imagen de la derecha revela fibras musculares dentro del tejido.

            Crédito: Muller / Pfeiffer / TUM / Reproducido con permiso de PNAS

Los científicos probaron el sistema mirando dentro de las patas de los pequeños gusanos de terciopelo, animales de cuerpo suave que se asemejan a gusanos con múltiples conjuntos de extremidades. Son parte del grupo panarthropoda, que incluye artrópodos y tardígrados. Las exploraciones revelaron que los pies de los gusanos contenían músculos circulares, que habían sido insinuados en estudios anteriores pero que no fueron descritos meticulosamente, informaron los científicos.

"Nuestros datos confirman la existencia de estos músculos y revelan detalles de su posición, disposición y tamaño", escribieron los investigadores. Y las características de los músculos sugieren que se utilizan para extender las garras en los pies, pero la forma y función de la mayoría de los músculos del gusano de terciopelo aún se desconocen, según el estudio.
 Los pequeños gusanos de terciopelo tienen cuerpos suaves y parecidos a gusanos y patas con garras retráctiles.

Las pequeñas lombrices de terciopelo tienen cuerpos suaves y parecidos a gusanos y patas con garras retráctiles.

            Crédito: Müller / Pfeiffer / TUM

Los gusanos de terciopelo son un linaje antiguo que ha cambiado poco en 500 millones de años, y sus relaciones más cercanas en el árbol de la vida todavía se están debatiendo, escribieron los científicos en el estudio. El examen interno de sus delicadas estructuras de extremidades podría ofrecer a los científicos nuevos conocimientos sobre la locomoción de los animales y podría ayudar a los investigadores a descifrar cómo evolucionaron las extremidades segmentadas en artrópodos, coautor del estudio Georg Mayer, jefe del Departamento de Zoología de la Universidad de Kassel, dijo en un comunicado.

También podría haber aplicaciones biomédicas para esta tecnología, según Franz Pfeiffer, profesor de física biomédica en la Universidad Técnica de Munich (TUM) y miembro del Instituto de Estudios Avanzados TUM (TUM-IAS).

"Podremos examinar muestras de tejido para aclarar si un tumor es o no maligno", explicó Pfeiffer en el comunicado.

"Una imagen no destructiva y tridimensional del tejido con una resolución como la de la nano-TC también puede proporcionar nuevos conocimientos sobre el desarrollo microscópico de enfermedades generalizadas como el cáncer", dijo Pfeiffer.

Los hallazgos fueron publicados en línea el 21 de noviembre en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences.

Artículo original sobre Live Science.

        

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