¿Cuáles son las técnicas utilizadas en las células de rastreo de linaje?

¿Cuáles son las técnicas utilizadas en las células de rastreo de linaje? En las células de rastreo de linaje, las células se marcan para identificarlas mediante la expresión de un gen informador. Implica el marcado de células con colorantes o análogos de nucleósidos. Además, el marcado genético de las células implica el marcado con indicadores de proteínas fluorescentes o colorimétricos. Cuando la célula se divide, la expresión del gen reportero pasa a la progenie. Por tanto, con el gen marcador se puede identificar fácilmente la migración de las células.

El rastreo de linaje es una técnica para investigar procesos biológicos como el desarrollo embrionario, la función de las células madre en la regeneración y la enfermedad, la renovación tisular homeostática, etc. Los genes indicadores típicos incluyen la β-galactosidasa o la proteína fluorescente.

¿Cuál es el principio de las células de rastreo de linaje?

El rastreo de células de linaje es una técnica que describe toda la progenie de una sola célula o un grupo de células. Es importante en biología del desarrollo y biología de células madre. En los experimentos celulares de rastreo de linaje, las células se marcan en un punto único y esa celda marcada revela otro punto temporal de su desarrollo. Por lo tanto, un linaje celular describe la historia de desarrollo de una célula particular en el embrión hasta que se convierte en un tejido u órgano. Por lo tanto, en las células de rastreo de linaje, la ascendencia celular de un organismo se puede determinar por medio de la división celular y la reubicación de las células. Se origina a partir de las células madre y termina a partir de las células maduras. También le da el destino de desarrollo del óvulo de escisión temprana a su progenie clonal.

Figura 1: Linaje de células hepáticas

Además, los biólogos del desarrollo utilizaron numerosas formas de rastrear las células desde su origen hasta su diferenciación en tipos de células especializadas. Hay tres requisitos para un experimento exitoso de rastreo de linaje. Incluyen una evaluación cuidadosa de las células para el marcado como población inicial en el punto de tiempo inicial, una selección cuidadosa de un marcador para marcar la célula original que pasa a través de la progenie sin filtrarse a otras células vecinas, y que los marcadores sean estables y no tóxicos para las células. . Sin embargo, la violación de estos requisitos puede dar lugar a alteraciones en el comportamiento de las células, el etiquetado de células no relacionadas y la interpretación errónea de los resultados del rastreo de células.

¿Cuáles son las técnicas utilizadas en las células de rastreo de linaje?

Varias técnicas están involucradas en el rastreo de linaje de células. Incluyen el uso de marcadores no selectivos, incluidos colorantes vitales, colorantes de carbocianina y dextranos, persecución de pulsos de nucleótidos, datación por carbono, tecnología basada en secuenciación, varios marcadores genéticos y observación directa.

Marcadores no selectivos

Estos marcadores permiten marcar un subconjunto específico de células marcando las membranas celulares, el citoplasma y el núcleo.

• En colorante vital, una sustancia coloreada marca las células, y las células marcadas se pueden distinguir de otras células muy fácilmente. Aquí, el tinte vital solo tiñe la célula pero no la mata. Sin embargo, este tinte es soluble en agua y puede difundirse a las células vecinas.
• A diferencia de, colorantes de carbocianina y dextranos son solubles en lípidos, y estas sustancias deben inyectarse en las células diana. Pero, se diluyen en cada ronda de división celular.
• En persecución de pulsos de nucleótidos, en un momento específico (pulso), se administra un análogo de timidina (3H-timidina). Luego, esta 3H-timidina se incorpora a las células durante la división celular. Significativamente, las células de división rápida incorporan 3H-Timidina a velocidades más altas, mientras que las células de división lenta incorporan 3H-Timidina a velocidades más lentas.
• En datación por carbono, los isótopos de carbono estables se utilizan para marcar las células. Además, los isótopos de carbono no son tóxicos para las células.
• En tecnología basada en secuenciaciónlas variantes de secuencia que ocurren naturalmente, como las mutaciones, pasan a la progenie, y estas mutaciones son importantes en la construcción de linajes celulares.
  

  Mapeo del destino celular

Marcaje Genético

El rápido desarrollo de herramientas genéticas también permite la determinación de linajes celulares. Allí, se introducen marcadores genéticos en las células, como proteínas fluorescentes y enzimas como la beta-galactosidasa y la fosfatasa alcalina.

• En el trasplante, las células trasplantadas pueden identificarse mediante marcadores genéticos marcando su núcleo. Además, las células madre hematopoyéticas pueden marcarse en diferentes embriones con un desarrollo similar.
• En la estrategia basada en Cre-lox, la Cre-recombinasa se expresa como un gen informador mediante recombinación genética específica del sitio.

Observación directa

Las células específicas pueden someterse a observación directa en métodos como imágenes en vivo en microscopía de dos fotones junto con marcadores genéticos. Esto permite la observación directa del destino celular.

Conclusión

En resumen, el linaje celular es una progenie de células con un origen común. Además, el desarrollo de estas células se puede experimentar con células de rastreo de linaje. Las tres técnicas principales de células traza de linaje incluyen marcadores no selectivos, marcadores genéticos y observación directa. Los marcadores no selectivos incluyen tintes vitales, tintes de carbocianina y dextranos, persecución de pulsos de nucleótidos, datación por carbono y tecnología basada en secuenciación. Los marcadores genéticos involucran el marcado de células con proteínas fluorescentes y enzimas que desarrollan color. Además de eso, la observación directa se realiza mediante el microscopio de dos fotones junto con marcadores genéticos. La observación de linajes celulares en células de rastreo de linaje es importante para determinar el destino de desarrollo y reubicación de la progenie celular.

Referencias:

1. Hsu YC. Teoría y práctica del rastreo de linaje. Células madre. 2015 noviembre; 33 (11): 3197-204. doi: 10.1002/tronco.2123. Epub 2015 18 de agosto. PMID: 26284340; IDPM: PMC4618107.

Imagen de cortesía:

1. “Linaje de células hepáticas” Por Zorn, AM – Trabajo propio (CC-BY 3.0) a través de Commons Wikimedia
2. “Mapeo del destino fig2” Por Pookana2004 – Trabajo propio (CC-BY 3.0) a través de Commons Wikimedia