alt=Cell painting, a high-content image-based assay for morphological profiling using multiplexed fluorescent dyes|miniaturadeimagen|335x335px| La técnica de Cell Painting, un ensayo de alto contenido basado en imágenes para la caracterización morfológica mediante colorantes fluorescentes multiplexados, utiliza colorantes fluorescentes. El ensayo de Cell Painting es una técnica de imagen de alto contenido y alto rendimiento que se utiliza para capturar una amplia gama de fenotipos celulares en respuesta a diversas perturbaciones. Estos fenotipos, a menudo denominados "perfiles morfológicos", pueden utilizarse para comprender diversos fenómenos biológicos, incluidas las respuestas celulares a cambios genéticos, tratamientos farmacológicos y otros cambios ambientales. Esto ha sido adoptado por muchas compañías farmacéuticas en el perfilado de compuestos, incluyendo Recursion Pharmaceuticals, Bayer, y AstraZeneca
Metodología En el ensayo de Cell Painting, las células se tiñen con un conjunto de colorantes fluorescentes que permiten visualizar diferentes estructuras y componentes celulares, incluidos el núcleo, el citoplasma, el retículo endoplasmático, el aparato de Golgi, la mitocondria y la actina . Posteriormente, se adquieren imágenes de alta resolución utilizando microscopía de fluorescencia automatizada y se aplican algoritmos de análisis de imágenes para extraer miles de características morfológicas. Estas características constituyen la base del perfil morfológico asociado a cada perturbación.
Aplicaciones Dada su capacidad para capturar una amplia gama de respuestas celulares, el ensayo de Cell Painting se ha convertido en una herramienta poderosa en el campo del descubrimiento de fármacos . Al comparar los perfiles morfológicos de las células tratadas con diferentes compuestos, los investigadores pueden identificar posibles fármacos candidatos, evaluar la toxicidad o comprender el mecanismo de acción de los fármacos existentes. En combinación con perturbaciones genéticas, el ensayo puede utilizarse para determinar la función de los genes o para comprender los mecanismos subyacentes de las enfermedades genéticas. Al observar cómo las células de modelos de enfermedades difieren en sus perfiles morfológicos de las células sanas, los investigadores pueden obtener información sobre los mecanismos de la enfermedad y las posibles intervenciones terapéuticas.
Limitaciones y desafíos Si bien el ensayo de Cell Painting proporciona una gran cantidad de información, no está exento de desafíos. La elevada dimensionalidad de los datos requiere herramientas computacionales sofisticadas para su análisis. Además, la interpretación de los perfiles morfológicos en términos de los procesos biológicos subyacentes puede resultar, en ocasiones, compleja.
Con los avances en las tecnologías de adquisición de imágenes y en el aprendizaje automático, se espera que aumenten la resolución y la profundidad de los perfiles morfológicos, lo que permitirá obtener una visión aún más detallada de la biología celular. Asimismo, a medida que la comunidad científica continúa generando datos mediante el ensayo de Cell Painting, existe un impulso creciente hacia la creación de repositorios compartidos que faciliten la investigación colaborativa y los descubrimientos basados en datos.
Científicos destacados y contribuciones
Ana E. Carpenter Shantanu Singh Beth A. Cimini
Obras destacadas
Bray, Mark-Anthony; Singh, Shantanu; Han, Han; Davis, Chadwick T; Borgeson, Blake; Hartland, Cathy; Kost-Alimova, Maria; Gustafsdottir, Sigrun M; Gibson, Christopher C; Carpenter, Anne E (2016-08-25). "Cell Painting, a high-content image-based assay for morphological profiling using multiplexed fluorescent dyes". Nature Protocols. 11 (9): 1757–1774. doi:10.1038/nprot.2016.105. ISSN 1754-2189. Seal, Srijit; Trapotsi, Maria-Anna; Spjuth, Ola; Singh, Shantanu; Carreras-Puigvert, Jordi; Greene, Nigel; Bender, Andreas; Carpenter, Anne E. (2024-12-05). "Cell Painting: a decade of discovery and innovation in cellular imaging". Nature Methods: 1–15. doi:10.1038/s41592-024-02528-8. ISSN 1548-7105.
Referencias
Categoría:Microscopía