27-30 septiembre 2016
AECID - Centro de formación, Centro Cultural de España y Cooperativa Bancaria
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Centro de Formación - Atrio
Eje II: Prácticas y resultados de proyectos de investigación interdisciplinarios

Análisis ultraestructural de la morfología mitocondrial mediante procesamiento de imágenes; un enfoque interdisciplinario

Oradores

  • Dr. Fernanda SKOWRONEK
  • Prof. Casanova GABRIELA
  • Dr. Lecumberry FEDERICO
  • Dr. Ana Maria CAPURRO
  • Prof. Valentina OLIVERA PASILIO
  • Prof. Mauricio RAMOS
  • Dr. Rossana SAPIRO

Autores principales

Resumen de contenido

Introducción El análisis morfológico-estructural celular basado en técnicas de microscopía, se ha convertido en un componente fundamental para el desarrollo de la investigación dentro del área biomédica. La necesidad de entender cambios funcionales a través del análisis de modificaciones morfológicas celulares, ha producido un acelerado avance de nuevas técnicas de observación, obtención y procesamiento de imágenes. Para ello han debido desarrollarse abordajes interdisciplinarios que, si bien son relativamente nuevos en nuestro país, existen desde hace tiempo en otros sitios, donde se han creado verdaderos centros de referencia en la interpretación y resolución de problemas Biomédicos (por ejemplo el Laboratory of Scientific Image Analysis en Chile, o el Liverpool Centre of Cell Imaging en Inglaterra). En algunas enfermedades como la infertilidad masculina, el estudio morfológico ultraestructural del espermatozoide ha sido fundamental para la comprensión de algunas de sus causas (Chemes & Alvarez-Sedo, 2012). Algunas estructuras de los espermatozoides están vinculadas específicamente a su capacidad fértil, como por ejemplo las mitocondrias que proveen energía al movimiento espermático. En este trabajo se realizó un análisis morfométrico de las mitocondrias en espermatozoides de hombres fértiles e infértiles. Hipótesis de trabajo Como hipótesis planteamos la existencia de diferencias morfológicas cuantificables entre ambos grupos de individuos. Metodología El abordaje del problema fue realizado por un grupo interdisciplinario, constituido por ingenieros, biólogos y médicos. Para ello se analizaron imágenes obtenidas mediante microscopía electrónica de transmisión (MET) de las mitocondrias presentes en el cuello o pieza media de espermatozoides humanos, provenientes de individuos fértiles e infértiles. Las muestras provenientes de cinco pacientes y cinco individuos fértiles fueron colectadas en la policlínica del Hospital Pereira Rossell y procesadas en la Facultad de Ciencias donde se realizó la adquisición de las imágenes. El análisis de las mismas fue realizado por el integrantes del Núcleo Interdisciplinario IMAGINA. Con el fin de sistematizar el proceso de toma de medidas se utilizó el software de análisis y procesamiento de imágenes Fiji (Schindelin, 2012). La variabilidad y calidad de las imágenes dificulta la automatización del proceso de segmentación de las mitocondrias, por lo que en este primer acercamiento la segmentación es realizada manualmente por los biólogos. Así se obtuvieron 55 mitocondrias de pacientes y 58 de control. Una vez definidas las regiones de interés (ROI) se calcularon diferentes parámetros morfométricos de tamaño(perímetro y área) y de forma (circularity, aspect ratio, roundness y solidity). Los datos obtenidos se analizaron mediante el test de t de Student de dos colas. Se aceptó como significativo un p<0.05. Resultados Se observaron diferencias estadísticamente significativas entre pacientes y controles en los descriptores de forma mitocondrial pero no en aquellos de tamaño de las mitocondrias. Conclusiones El método empleado permitió analizar cuantitativamente un fenómeno biológico e incluso detectar diferencias relacionadas a una patología humana. En este trabajo se identificó un problema complejo, que interesa a varios de los integrantes del grupo y se resolvió mediante el uso combinado de tecnología y recursos humanos multidisciplinarios. Como próxima etapa se buscará mejorar las condiciones de adquisición de las imágenes con el objetivo de obtener una segmentación semiautomática de las mitocondrias acelerando la obtención de resultados, su análisis y que permitan la búsqueda de alternativas para el diagnóstico y eventual tratamiento de la infertilidad. Referencias Chemes HE, Sedo CA. Tales of the Tail and Sperm Head Aches: Changing concepts on the prognostic significance of sperm pathologies affecting the head, neck and tail. Asian Journal of Andrology Asian J Androl. 2011;14(1):14-23. Schindelin J, Arganda-Carreras I, Frise E, et al. Fiji: an open-source platform for biological-image analysis. Nature Methods Nat Meth. 2012;9(7):676-682.

Palabras clave

imágenes biomédicas, mitocondrias, procesamiento de imagenes

Grupo interdisciplinario en el que se enmarca el trabajo (si corresponde)

IMAGINA: Centro de obtención y análisis de imágenes biomédicas