Autorradiografía

Una autorradiografía es una imagen de una película de rayos X o una emulsión nuclear producida por el patrón de emisiones de desintegración (por ejemplo, partículas beta o rayos gamma) de una distribución de una sustancia radiactiva. Alternativamente, la autorradiografía también está disponible como imagen digital (autorradiografía digital), debido al reciente desarrollo de detectores de gas de centelleo o sistemas de imágenes de fósforo de tierras raras. La película o emulsión se aplica a la sección de tejido marcada para obtener la autorradiografía (también llamada autorradiografía). El prefijo auto- indica que la sustancia radiactiva está dentro de la muestra, a diferencia del caso de la historradiografía o la microrradiografía, en los que la muestra se marca utilizando una fuente externa. Algunas autorradiografías se pueden examinar microscópicamente para localizar granos de plata (como en el interior o exterior de células u orgánulos), en lo que el proceso se denomina microautorradiografía. Por ejemplo, se utilizó microautorradiografía para examinar si la atrazina estaba siendo metabolizada por la planta hornwort o por microorganismos epífitos en la capa de biopelícula que rodea la planta.

Aplicaciones

En biología, esta técnica se puede utilizar para determinar la localización en el tejido (o célula) de una sustancia radiactiva, ya sea introducida en una vía metabólica, unida a un receptor o enzima, o hibridada con un ácido nucleico. Las aplicaciones de la autorradiografía son amplias y van desde las ciencias biomédicas hasta las ambientales y la industria.

Autorradiografía del receptor

El uso de ligandos radiomarcados para determinar la distribución tisular de los receptores se denomina in vivo o in vitro autorradiografía del receptor si el ligando está administrado en la circulación (con posterior eliminación y sección del tejido) o aplicado a las secciones de tejido, respectivamente. Una vez conocida la densidad del receptor, la autorradiografía in vitro también se puede utilizar para determinar la distribución anatómica y la afinidad de un fármaco radiomarcado hacia el receptor. Para la autorradiografía in vitro, el radioligando se aplicó directamente sobre secciones de tejido congelado sin administración al sujeto. Por lo tanto, no puede seguir completamente la situación de distribución, metabolismo y degradación en el cuerpo vivo. Pero debido a que el objetivo en las criosecciones está ampliamente expuesto y puede entrar en contacto directo con el radioligando, la autorradiografía in vitro sigue siendo un método rápido y sencillo para detectar candidatos a fármacos, ligandos de PET y SPECT. Los ligandos generalmente están marcados con ³H (tritio), ¹⁸F (flúor), ¹¹C (carbono) o 125I (yodo radiactivo). En comparación con la in vitro, la autorradiografía ex vivo se realizó después de la administración de radioligando en el cuerpo, lo que puede disminuir los artefactos y estar más cerca del entorno interno.

La distribución de transcripciones de ARN en secciones de tejido mediante el uso de oligonucleótidos complementarios radiomarcados o ácidos ribonucleicos ("ribosondas") se denomina histoquímica de hibridación in situ. Los precursores radiactivos del ADN y el ARN, [³H]-timidina y [³H]-uridina respectivamente, pueden introducirse en las células vivas para determinar el momento de varias fases de el ciclo celular. De esta manera también se pueden localizar secuencias virales de ARN o ADN. Estas sondas suelen estar etiquetadas con ³²P, ³³P o ³⁵S. En el ámbito de la endocrinología conductual, la autorradiografía se puede utilizar para determinar la captación hormonal e indicar la ubicación del receptor; a un animal se le puede inyectar una hormona radiomarcada o el estudio se puede realizar in vitro.

Tasa de replicación del ADN

La tasa de replicación del ADN en una célula de ratón que crece in vitro se midió mediante autorradiografía como 33 nucleótidos por segundo. La tasa de elongación del ADN del fago T4 en E. coli infectada con fagos también se midió mediante autorradiografía como 749 nucleótidos por segundo durante el período de aumento exponencial del ADN a 37 °C (99 °F).

Detección de fosforilación de proteínas

La fosforilación significa la adición postraduccional de un grupo fosfato a aminoácidos específicos de proteínas, y dicha modificación puede conducir a un cambio drástico en la estabilidad o la función de una proteína en la célula. La fosforilación de proteínas se puede detectar en una autorradiografía, después de incubar la proteína in vitro con la quinasa adecuada y γ-32P-ATP. El fosfato de este último radiomarcado se incorpora a la proteína que se aísla mediante SDS-PAGE y se visualiza en una autorradiografía del gel. (Consulte la figura 3 de un estudio reciente que muestra que HIPK2 fosforila la proteína de unión a CREB).

Detección del movimiento del azúcar en el tejido vegetal

En fisiología vegetal, la autorradiografía se puede utilizar para determinar la acumulación de azúcar en el tejido de las hojas. La acumulación de azúcar, en lo que se refiere a la autorradiografía, puede describir la estrategia de carga del floema utilizada en una planta. Por ejemplo, si los azúcares se acumulan en las venas menores de una hoja, se espera que las hojas tengan pocas conexiones plasmodesmáticas, lo que indica un movimiento apoplásico o una estrategia activa de carga del floema. Los azúcares, como la sacarosa, la fructosa o el manitol, se marcan radiactivamente con [14-C] y luego se absorben en el tejido de las hojas mediante difusión simple. Luego, el tejido de la hoja se expone a una película (o emulsión) autorradiográfica para producir una imagen. Las imágenes mostrarán patrones de venas distintos si la acumulación de azúcar se concentra en las venas de las hojas (movimiento apoplástico), o las imágenes mostrarán un patrón estático si la acumulación de azúcar es uniforme en toda la hoja (movimiento simplástico).

Otras técnicas

Este enfoque autorradiográfico contrasta con técnicas como PET y SPECT, donde la localización tridimensional exacta de la fuente de radiación se proporciona mediante el uso cuidadoso de conteo de coincidencias, contadores gamma y otros dispositivos.

Krypton-85 se utiliza para inspeccionar componentes de aviones en busca de pequeños defectos. Se permite que Krypton-85 penetre en pequeñas grietas y luego se La presencia se detecta mediante autorradiografía. El método se llama "imágenes penetrantes de gas criptón". El gas penetra por aberturas más pequeñas que los líquidos utilizados en la inspección con tintes penetrantes y en la inspección con penetrantes fluorescentes.

Eventos históricos

Exposición no intencionada

La tarea de descontaminación radiactiva tras la prueba nuclear Baker en el atolón Bikini durante la Operación Crossroads en 1946 fue mucho más difícil de lo que la Marina de los EE. UU. se había preparado. Aunque la inutilidad de la tarea se hizo evidente y el peligro para los equipos de limpieza aumentó, el coronel Stafford Warren, a cargo de la seguridad radiológica, tuvo dificultades para persuadir al vicealmirante William H. P. Blandy de que abandonara la limpieza y con ella los barcos objetivo supervivientes. El 10 de agosto, Warren le mostró a Blandy una autorradiografía realizada por un pez cirujano de la laguna que quedó en una placa fotográfica durante la noche. La película quedó expuesta a la radiación alfa producida por las escamas del pez, evidencia de que el plutonio, que imita al calcio, se había distribuido por todo el pez. Blandy ordenó de inmediato que se suspendieran todos los trabajos de descontaminación adicionales. Warren escribió a su casa: "Una autoradiografía de un pez... funcionó".