Introdueixen un xip en un òvul de ratolí per estudiar les primeres fases de desenvolupament

Investigadors catalans han liderat la recerca, que permet mesurar les forces que reorganitzen l'interior de l'òvul, des que hi entra l'espermatozoide fins que es divideix en dues cèl·lules
Introdueixen un xip en un òvul de ratolí per estudiar les primeres fases de desenvolupament

Introdueixen un xip en un òvul de ratolí per estudiar les primeres fases de desenvolupament

Investigadors catalans han liderat la recerca, que permet mesurar les forces que reorganitzen l'interior de l'òvul, des que hi entra l'espermatozoide fins que es divideix en dues cèl·lules
Xavier Duran Actualitzat
TEMA:
Ciència
Introdueixen un xip en un òvul de ratolí per estudiar les primeres fases de desenvolupament
Imatge del xip dintre l'òvul durant la divisió (CNM-BATH)

Un xip de mil·lèsimes de mil·límetre introduït a l'interior d'un òvul de ratolí permetrà estudiar les etapes primerenques de la fertilització. La recerca s'ha publicat a la revista Nature Materials.

El treball és obra d'un equip de científics coliderats per José Antonio Plaza, de l'Institut de Microelectrònica de Barcelona (IMB-CNM) del CSIC, i Anthony C. F. Perry, del Laboratori d'Embriologia Molecular de Mamífers de la Universitat de Bath, al Regne Unit.

El xip, fabricat a la Sala Blanca de l'IMB-CNM, funciona com un sensor mecànic. És minúscul: mesura tot just 22 per 10,5 micròmetres –mil·lèsimes de mil·límetre- i té un gruix de 25 nanòmetres –milionèsimes de mil·límetre.

Per fer comparacions, la seva longitud és tres vegades més petita que el diàmetre d'un cabell humà. I el seu gruix és tres vegades menor que el del coronavirus SARS-CoV-2.

Els científics han injectat el xip juntament amb un espermatozoide a l'interior d'un òvul de ratolí per estudiar les etapes primerenques de la fertilització.

Es tracta d'un treball conceptual, el que s'anomena "proof of concept", per demostrar la viabilitat d'introduir aquest sensor mecànic a l'interior d'una cèl·lula. La recerca està descrita en aquest vídeo:


 

 

Mesurar les forces des de dintre de l'òvul

L'objectiu és mesurar les forces que reorganitzen l'interior de l'òvul, és a dir, el seu citoplasma, des que s'introdueix l'espermatozoide fins que es divideix en dues cèl·lules.

Fins ara, aquestes mesures s'havien fet, sobretot, de manera externa, com explica Marta Duch, de l' IMB-CNM, primera autora del treball:

"Gairebé tots els treballs realitzats fins a la data usen eines externes, obtenint una mesura indirecta i, si ho fan des de l'interior, és d'una forma molt local i no descriuen la reorganització del citoplasma."

En canvi, ara s'ha pogut observar el que José Antonio Plaza descriu molt gràficament:

"Fent un símil amb el ball, l'embrió realitza una coreografia de moviments durant el seu desenvolupament i hem vist que no només el moviment és important, sinó també la intensitat."

La mesura es fa mirant, a través de microscòpia, com el xip es doblega a l'interior de la cèl·lula. Com que els investigadors saben perfectament quina força cal aplicar perquè es doblegui el dispositiu d'una determinada manera, la curvatura els permet inferir quines forces mecàniques s'estan donant a l'interior de la cèl·lula.

Els científics han fet una mesura preliminar de les forces que s'obtenen en la reprogramació de l'ADN de l'espermatozoide, just després de la injecció de l'espermatozoide.

També han observat que l'efecte de la membrana de l'embrió, que és més rígida que el seu interior. Han observat que és la responsable que els pronuclis –els nuclis que transporten el material genètic de la femella i del mascle- convergeixin al centre de l'embrió per fusionar-se.

En canvi, durant la fusió, no han detectat forces, fet que potser es produeix per facilita la reorganització dels cromosomes aportats per cada progenitor.
 

Mecànica similar a la dels embrions humans

En la següent etapa, la divisió de la primera cèl·lula en dos, els científics han vist canvis en la rigidesa del citoplasma, com explica Plaza:

"En aquest moment, els nostres xips revelen que el citoplasma es fa més rígid, fet que facilitaria la transmissió de les forces dins de l'embrió per aconseguir elongar."

L'elongació és necessària per a la posterior divisió en dues cèl·lules. Però, en el moment en què la cèl·lula es divideix en dos, el citoplasma és menys rígid, possiblement per facilitar la divisió.

Finalment, han pogut comprovar que la mecànica de l'embrió de ratolí en la seva fase inicial és similar a la mecànica dels embrions humans.

Per això, els autors consideren que aquest treball pot tenir interès futur per a medicina de fertilització. I també per a l'estudi de malalties relacionades amb algun problema de malformació en els processos inicials de formació de l'embrió.

En l'estudi, també hi han participat el Departament de Mecànica de Fluids de la Universitat Politècnica de Catalunya i el Departament d'Electrònica i Tecnologia de Computadors de la Universitat de Granada.

ARXIVAT A:
Ciència Tecnologia Recerca científica
Anar al contingut