Proyección de alto contenido
El cribado de alto contenido (HCS), también conocido como análisis de alto contenido (HCA) o celómica , es un método que se utiliza en la investigación biológica y el descubrimiento de fármacos para identificar sustancias como moléculas pequeñas , péptidos o ARNi que alteran el fenotipo de una celda de la manera deseada. [1] [2] Por lo tanto, el cribado de alto contenido es un tipo de cribado fenotípico realizado en células que implica el análisis de células completas o componentes de células con lectura simultánea de varios parámetros. [3] HCS está relacionado con la detección de alto rendimiento(HTS), en el que miles de compuestos se prueban en paralelo para determinar su actividad en uno o más ensayos biológicos, pero implica ensayos de fenotipos celulares más complejos como resultados. [4] Los cambios fenotípicos pueden incluir aumentos o disminuciones en la producción de productos celulares como proteínas y/o cambios en la morfología (aspecto visual) de la célula. Por lo tanto, HCA generalmente implica microscopía automatizada y análisis de imágenes. [4] A diferencia del análisis de alto contenido, la detección de alto contenido implica un nivel de rendimiento, por lo que el término "detección" diferencia HCS de HCA, que puede tener un contenido alto pero un rendimiento bajo.
En la detección de alto contenido, las células se incuban primero con la sustancia y, después de un período de tiempo, se analizan las estructuras y los componentes moleculares de las células. El análisis más común involucra el marcaje de proteínas con marcadores fluorescentes y, finalmente, los cambios en el fenotipo celular se miden mediante un análisis de imágenes automatizado . Mediante el uso de etiquetas fluorescentes con diferentes máximos de absorción y emisión, es posible medir varios componentes celulares diferentes en paralelo. Además, la imagen es capaz de detectar cambios a nivel subcelular (p. ej., citoplasma frente a núcleo frente a otros orgánulos ).). Por lo tanto, se puede recopilar una gran cantidad de puntos de datos por celda. Además del marcado fluorescente, se han utilizado varios ensayos sin etiquetas en la detección de alto contenido. [5]
La detección de alto contenido (HCS) en sistemas basados en células utiliza células vivas como herramientas en la investigación biológica para dilucidar el funcionamiento de las células normales y enfermas. HCS también se utiliza para descubrir y optimizar nuevos fármacos candidatos. El cribado de alto contenido es una combinación de biología celular moderna , con todas sus herramientas moleculares, con microscopía de alta resolución automatizada y manipulación robótica. Las células se exponen primero a productos químicos o reactivos de ARNi . Luego, los cambios en la morfología celular se detectan mediante el análisis de imágenes . Los cambios en las cantidades de proteínas sintetizadas por las células se miden utilizando una variedad de técnicas, como las proteínas verdes fluorescentes fusionadas con proteínas endógenas, o poranticuerpos fluorescentes .
La tecnología se puede utilizar para determinar si un fármaco potencial modifica la enfermedad. Por ejemplo, en los seres humanos , los receptores acoplados a proteína G (GPCR) son una gran familia de alrededor de 880 proteínas de la superficie celular que traducen los cambios extracelulares en el entorno en una respuesta celular, como desencadenar un aumento de la presión arterial debido a la liberación de un hormona reguladora en el torrente sanguíneo. La activación de estos GPCR puede implicar su entrada en las células y, cuando esto se puede visualizar, puede ser la base de un análisis sistemático de la función del receptor a través de la genética química , la detección sistemática del genoma completo o la manipulación fisiológica.
A nivel celular, la adquisición paralela de datos sobre diferentes propiedades celulares, por ejemplo, la actividad de las cascadas de transducción de señales y la integridad del citoesqueleto , es la principal ventaja de este método en comparación con el cribado de alto rendimiento , más rápido pero menos detallado . Si bien HCS es más lento, la gran cantidad de datos adquiridos permite una comprensión más profunda de los efectos de las drogas.
