Organismi modello nella ricerca

Un organismo modello è una specie utilizzata dai ricercatori per studiare specifici processi biologici. Hanno caratteristiche genetiche simili a quelle umane e vengono normalmente impiegate in aree di ricerca quali la genetica, la biologia dello sviluppo e le neuroscienze.  Gli organismi modello vengono normalmente scelti per la facilità di manutenzione e riproduzione in un ambiente di laboratorio, per i brevi cicli di generazione o per la capacità di generare mutanti per studiare determinate caratteristiche o malattie. 

Gli organismi modello forniscono preziose informazioni sui sistemi biologici a livello di cellule, tessuti, organi e sistemi. Esistono diversi tipi di organismi modello che variano per complessità e uso. Normalmente, si utilizzano piccoli e semplici organismi, quali il lievito, per studiare le mutazioni geniche nei tumori umani, mentre il moscerino della frutta (Drosophila melanogaster) e zebrafish (Danio rerio) sono ideali per lo studio della genetica e dello sviluppo delle malattie. Anche i modelli murini vengono ampiamente utilizzati nella ricerca biomedica per studiare il progresso della malattia e lo sviluppo di nuovi farmaci. 

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Leica Microsystems: Imaging degli organismi modello

Passa dalla panoramica ai dettagli più fini per comprendere meglio i tuoi organismi modello utilizzando i sistemi di imaging flessibili forniti da Leica Microsystems.

Leica Microsystems fornisce soluzioni di microscopia innovative per ottenere una qualità d'immagine ottimale. Queste soluzioni sono applicabili anche a campioni grandi e complessi, quali gli organismi modello, e comprendono piattaforme per lo screening e la manipolazione.

Mouse embryo Mouse embryo with THUNDER Imager Model Organism

Neurofilaments stained in red to assess neuronal outgrowth in E12-14 mouse. The mouse was uncleared. Courtesy of Yves Lutz, Centre d’imagerie, IGBMC, France.

Microscopia per la ricerca sugli organismi modello

Nella maggior parte dei casi, gli organismi modello sono grandi, complessi e densi, il che può rappresentare una sfida. È pertanto necessario che i sistemi di microscopio siano flessibili, per consentire lo studio di questi campioni. Tradizionalmente, occorrono diverse tecniche di microscopia per lo studio degli organismi modello, dagli stereomicroscopi che permettono l'analisi macroscopica e la manipolazione di campioni come zebrafish, ai microscopi multifotone che permettono l'imaging in profondità di organismi vivi di grandi dimensioni. 

Per questi campioni più spessi, la microscopia confocale rappresenta lo strumento ideale per osservare i dettagli in profondità ed evitare segnali fuori fuoco. Tuttavia, ciò ci pone di fronte a diverse sfide, quali la lentezza nella scansione e il photobleaching dovuto all'elevata potenza del laser.

Tecniche innovative, quali la microscopia lightsheet, grazie alla sua bassa fototossicità, stanno diventando sempre più importanti nell'imaging in 3D di questi campioni sensibili alla luce in. 

Sfide nell'imaging degli organismi modello

Il lavoro che coinvolge organismi modello è molto eterogeneo e, per questo, le sfide che si devono affrontare nell'utilizzo delle tecniche di microscopia possono variare a seconda che vengano utilizzate per studi dinamici o per lo studio di eventi molecolari, ma anche in base alla complessità dell'organismo modello utilizzato, passando dalle poche cellule di C. elegans a grandi animali complessi come il topo. 

Una sfida comune nell'l'imaging di organismi modello è rappresentanta dalla velocità di produzione. A causa delle dimensioni del campione, l'imaging può comportare lunghi tempi di acquisizione e l'analisi di molte immagini per ottenere un set di dati completo, che, in generale, riduce l'efficienza sperimentale. La velocità di acquisizione rappresenta un problema anche quando si esegue l'imaging di organismi modello vivi, in quanto la fototossicità e il fotodanneggiamento possono causare l'alterazione della fisiologia del campione o addirittura la morte della cellula o del campione stesso. Infine, i punti di imaging all'interno degli strati profondi del campione possono produrre anche artefatti nell'immagine e sfocature.

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