Strain and Stress Analysis in Embryo Development

En els darrers anys, l’evolució tecnològica, que s’ha produït oferint nous mitjans per a l’observació en recerca biomèdica, juntament amb l’avenç en el coneixements sobre els components genètics que modulen el procés embrionari, obren nous paradigmes d’investigació que requereixen de mètodes adequats de processament i anàlisi a fi de permetre una interpretació de caire científic. Així doncs, actualment una de les tecnologies més eficients emprades en aquets camp és el microscopi confocal, ja que permet l’observació in vivo de mostres microscòpiques marcades genèticament per a donar fluorescència a les cèl·lules d’interès realitzant una adquisició de diferents talls en profunditat per intervals de temps. El que s’obté, una imatge en quatre dimensions, ha de ser analitzable objectivament a través de mètodes matemàtics per oferir un model de representació del fenomen en el que es puguin suposar patrons de comportament en els teixits que es desenvolupen. Les imatges que s’adquireixen poden ser utilitzades per traçar cèl·lules d’embrió que formen estructures essencials per a l’origen i la funció de sistemes com el sistema nerviós central (SNC) en cas de les glia, les quals en un moment determinat migren a unes posicions específiques. Els biòlegs ja han sigut capaços de desvetllar interaccions entre les cèl·lules i les estructures moleculars mitjançant la morfologia, l’expressió gènica, i l’expressió de proteïnes marcades amb fluorescència, però no s’ha establert encara una manera de fer un estudi mecànic aproximat del succés. L’objectiu d’aquest projecte serà el de dissenyar un codi de traçament automàtic de les cèl·lules glies, que determinen la constitució del SNC durant el desenvolupament embrionari d’una larva de mosca Drosophila melanogaster, marcades en adquisicions fetes amb microscòpia confocal. Al tractar la mostra de larva com un material del qual podem modelitzar les propietats, conèixer els desplaçaments dels punts del material que es mouen (deformacions) pot servir per fer un estudi de les tensions que es produeixen durant l’esdeveniment. Com a solució es proposen dues aproximacions per computar les deformacions automàticament a partir de les imatges 4D