"Vessels of a healthy mini-pig eye"

Técnica utilizada: tomografía computarizada (TC) e impresión 3D.

Modelo en 3D del ojo de un minicerdo o cerdo tacita de té (Sus scrofa domesticus). La oquedad en el lado derecho de la imagen corresponde con la pupila; la abertura que permite que la luz entre en el ojo. Los vasos sanguíneos mostrados son los artífices de transportar energía y alimento a los músculos que rodean el iris, la parte que controla la cantidad de luz que entra en el ojo. Los vasos más pequeños que pueden observarse tienen de unos 20 a 30 micrómetros -0,02-0,03 mm- de diámetro. Los vasos más grandes son los responsables de la alimentación de la retina, la región encargada de la detección de la luz en la parte posterior del ojo.

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"Language pathways of the brain"

Técnica utilizada: tractografía. Combina la obtención de imagenes por resonancia magnética (IRM) y su análisis asistido por ordenador. 

El cerebro está compuesto de dos tipos de materia. La materia o sustancia gris contiene las células nerviosas y es la responsable del procesamiento de la información. La materia o sustancia blanca, al contrario, esta formada por las fibras nerviosas que contienen los axones de las neuronas, y funciona conectando estas áreas de materia gris permitiendo que la información sea transferida entre áreas distantes del cerebro. En este sentido, las áreas cerebrales responsables del habla y el lenguaje se encuentran asignadas a dos regiones cerebrales diferentes. Esta imagen muestra una reconstrucción impresa en 3D del modo en que materia blanca conecta estas dos áreas; una ruta neuronal que recibe el nombre de fascículo arqueado. 

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"The Placenta Rainbow"

Técnica utilizada: microscopía confocal.
La presente imagen destaca las diferencias en el desarrollo de la placenta en ratones cuyo sistema inmunológico ha sido manipulado. Estas placentas se investigaron a los 12 días de un período de gestación que dura un total de 20,  justo en el momento en el que la placenta ha adquirido su forma característica pero todavía se está desarrollando.

Estas placentas son de ratones con sistemas inmunológicos genéticamente diferentes, y han sido teñidas para destacar tres proteínas. El azul representa el núcleo, donde se almacena y controla el ADN; los vasos sanguíneos están teñidos de rojo; y los trofoblastos, -las primeras células que se forman en el embrión en desarrollo- corresponden a la tinción verde.  Los colores adicionales se encuentran presentes debido a la expresión de dos o más de estas proteínas en la misma célula. La variación del color indica los efectos que las diferencias en el sistema inmunológico de la madre pueden tener en el desarrollo placentario. Tales técnicas podrían ayudarnos a entender, identificar y tratar algunas de las complicaciones que surgen durante el embarazo en humanos.

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"Unravelled DNA in a human lung cell"

Técnica utilizada: microscopía de super-resolución.
Para que plantas y animales crezcan y permanezcan sanos, sus células necesitan tener la capacidad de replicarse. Durante la división celular, también conocida como mitosis, el ADN que se encuentra en el núcleo la célula se copia, transmitiendo la misma información genética a las dos nuevas células hijas. En esta imagen se muestra el núcleo de una de estas dos nuevas células.

El ADN ha quedado atrapado de alguna manera durante la división celular y se encuentra en tensión entre las dos células. Esto ha propiciado que este se despliegue dentro del núcleo, de forma que se pueden apreciar las hebras de ADN a través de él. A medida que las nuevas células se sdividen, la tensión generada por la separación de las hebras de ADN ha deformado la envoltura del núcleo, circular en condiciones normales.

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"Developing spinal cord"

Técnica utilizada: microscopía confocal.
Nuestras espinas dorsales son las encargadas de proteger la médula espinal, que conecta todos los nervios de nuestro cuerpo con el cerebro. La médula espinal se forma a partir de una estructura llamada tubo neural, que se desarrolla durante el primer mes de embarazo. Esta serie de tres imágenes muestra el extremo abierto del tubo neural de un ratón. En cada imagen aparece resaltado -en azul-  cada uno de los tres principales tipos de tejido que se forman durante el desarrollo embrionario.

A la izquierda encontraremos el tubo neural en sí mismo, que se convertirá en el cerebro, la columna vertebral y los nervios. A la derecha encontramos el ectodermo. La palabra "ectodermo" proviene de los vocablos griegos "ektos" que significa "exterior" y "dermis" que significa piel. A partir de este tejido se formarán la piel, los dientes y el cabello. En la imagen central se muestra el mesodermo -también del griego, "piel media"- , que formará los órganos.

Durante el desarrollo embrionario pueden producirse problemas en la formación del tubo neural.  Algunos de ellos pueden desembocar en una malformación conocida como espina bífida, en la que los huesos de la columna vertebral y la médula espinal no se forman correctamente. Los investigadores están estudiando el proceso en ratones para tratar de prevenir el desarrollo de estas malformaciones en seres humanos.

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"Zebrafish eye and neuromasts"

Técnica utilizada: microscopía confocal.

Este embrión de pez cebra, de tan solo cuatro días de edad, ha sido modificado genéticamente mediante dos mecanismos ampliamente utilizados en investigación genética. Así, a partir de la tecnología de edición de ADN conocida como CRISPR / Cas9, se introdujo, junto al gen objeto de estudio de los investigadores, otro gen llamado Gal4. Más tarde estos "peces Gal4" fueron seleccionados prestando una especial atención a aquellos en los que la activación de dicho gen diera como resultado la florescencia roja que vemos en la imagen. 

Los científicos están utilizando estos peces Gal4 para estudiar un gen que se expresa en el cristalino del ojo -círculo rojo en el centro de la imagen-, en la cabeza, y en las células llamadas neuromastos (puntos rojos). Los neuromastos forman un sistema sensorial que en los peces responde a los movimientos del agua circundante, por lo que tiene importantes implicaciones en una gran variedad de comportamientos. El sistema nervioso de este pez también ha sido teñido para su estudio y se muestra en colores verdes y azulados. 

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"Cat skin and blood supply"

Técnica utilizada: microscopía de luz polarizada.

Esta imagen corresponde a la sección de la piel de un gato. En ella se pueden apreciar los pelos, los bigotes y el sistema vascular del animal. Los vasos sanguíneos fueron teñidos con un tinte rojo llamado "tinte de carmín" - en negro en la imagen- con el fin de poder visualizar los capilares dentro del tejido. Se trata de una técnica recién desarrollada. 

Podemos observar en la instantánea como los pelos -finos y en amarillo-, el bigote -más grueso y también amarillo- y los vasos sanguíneos -en negro- son visibles. Los bigotes, a diferencia del pelo normal, son receptores táctiles y cada uno de ellos contiene un órgano sensorial llamado propioceptor. Cuando los bigotes de un gato tocan algo o sienten las vibraciones en el aire de un objeto en movimiento envían señales al cerebro que proporcionan al animal una información extraordinaria de lo que está pasando a su alrededor. Los bigotes son por lo tanto una valiosa herramienta de caza y supervivencia.

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"Intraocular lens ‘iris clip’"

Técnica utilizada: fotografía clínica

En esta imagen se muestra como un "clip de iris" -también conocido como lente intraocular artificial (LIO)- , se ajusta al ojo. Un clip de iris consiste en una pequeña y delgada lente fabricada a partir de silicona o material acrílico, y que consta de unos soportes laterales de plástico llamados hápticos que lo fijan en su lugar a través de una incisión quirúrgica de 3 milímetros. Se trata de una técnica empleada para el tratamiento de la miopía y las cataratas. Este paciente en particular, un hombre de 70 años de edad, recuperó la visión casi por completo después de la cirugía.

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"Two young boys in rural Nicaragua"

Técnica utilizada: fotografía

En Chichigalpa, Nicaragua, la enfermedad renal crónica (ERC) afecta a más de la mitad de la población adulta. Esta implica la pérdida progresiva de las funciones renales. A consecuencia de ella los riñones pierden su capacidad para eliminar desechos, concentrar la orina y conservar los electrolitos en la sangre. En Nicaragua 1 de cada 3 hombres sufre la etapa final de la enfermedad, que puede manifestarse a modo de insuficiencia renal, anemia o trastornos metabólicos. De hecho la ERC es responsable del 75% de las muertes de varones entre 35 a 55 años en el país. Se calcula que al menos 20.000 personas han muerto a causa de la enfermedad en las últimas dos décadas.

La enfermedad renal crónica provocada por causas no tradicionales -CKDnT por sus siglas en inglés- se encuentra asociada al trabajo pesado y a las altas temperaturas, y tiene especial prevalencia entre trabajadores agrícolas industriales como los que trabajan en la producción de caña de azúcar. En esta imagen vemos a dos hermanos cuyos primos, ambos hombres que trabajaron como cortadores en campos de caña de azúcar han fallecido debido a la CKDnT. Su madre también trabaja como cortadora en el campo a pesar de haber perdido a dos de sus hermanos debido a la enfermedad. Los dos chicos se mostraron reacios a hablar con el fotógrafo por miedo a poner en peligro sus posibilidades de trabajar en los campos de caña de azúcar.

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"#breastcancer Twitter connections"

Técnica utilizada: análisis computacional / visualización gráfica

Se trata esta imagen de una visualización gráfica de los datos extraídos de los tweets que contienen el hashtag #breastcancer. Los usuarios de Twitter están representados por puntos, llamados nodos, y las líneas que conectan estos nodos representan las relaciones entre los usuarios. Los nodos tienen un tamaño acorde a su importancia relativa, y del mismo modo, el grosor de cada línea de conexión está determinada por el número de veces que una relación particular se expresa dentro de los datos. La estructura de "yema doble" en la parte superior de la imagen indica abundantes menciones de dos cuentas. Este área del gráfico proporciona una expresión visual de las tendencias en Twitter, ya que representa un tweet que fue retuiteado miles de veces.

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"MicroRNA scaffold cancer therapy"

Técnica utilizada: microscopía electrónica de barrido

Unas secuencias genéticas cortas llamadas microARN son las que controlan la función apropiada y el crecimiento de células. Estas están siendo investigadas como una posible terapia contra el cáncer, sin embargo, su uso potencial se está viendo limitado por la falta de un sistema eficiente para entregar estas secuencias de microARN a las células cancerosas de manera específica. Ahora, investigadores del MIT han desarrollado un sistema viable en el que se combinan dos secuencias de microARN con un polímero sintético para formar una estructura estable que toma la forma de una red. Esta red sintética puede revestir un tumor y entregar las secuencias de microARN de forma exclusiva a las células cancerosas.

Los dos microARN utilizados tienen diferentes mecanismos de acción y trabajan juntos, como si se tratara de un ataque en dos frentes: uno es un supresor de tumores. El otro es un anti-microARN, lo que significa que evita que un microARN mutante, promotor de tumores, funcione. La terapia ya ha sido probada en el tratamiento del cáncer de mama en ratones, donde los tumores han conseguido reducirse en un 90% en tan solo un periodo de dos semanas.

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"Hawaiian bobtail squid"

Técnica utilizada: Macrofotografía

Nativos del Océano Pacífico, los calamares hawaianos de cola corta son depredadores nocturnos que permanecen enterrados bajo la arena durante el día y salen a cazar camarones cerca de los arrecifes de coral por la noche. Los calamares tienen un órgano luminoso en su parte inferior que alberga una colonia de bacterias brillantes conocidas como Vibrio fischeri. Los calamares proporcionan alimento y refugio a estas bacterias a cambio de su bioluminiscencia.

Este órgano está unido a un saco de tinta que utiliza a modo de obturador controlando la cantidad de luz liberada. El calamar tiene la capacidad de coordinar la luz que producen las bacterias con la de la luna y estrellas, enmascarando así su silueta y haciéndola invisible a los depredadores que nadan por debajo. Este tipo de camuflaje se llama contra-iluminación.

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"Pigeon thermoregulation"

Técnica utilizada: tomografía computarizada (TC)

Todos los animales poseen variaciones únicas en su anatomía que les ayudan a adaptarse a su entorno. Scott Echols es miembro del Grey Parrot Anatomy Project, un proyecto establecido para crear una tecnología que permita estudiar la anatomía de cualquier animal.

BriteVu, es un nuevo agente de contraste desarrollado durante el proyecto, que permite a los investigadores observar mediante tomografía la red de vasos sanguíneos que componen el sistema vascular de un animal. La intrincada red de vasos sanguíneos en el cuello de esta paloma es visible en la parte inferior de la imagen. Este suministro de sangre justo debajo de la piel ayuda a la paloma controlar su temperatura corporal a través de un proceso conocido como termorregulación.

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"Brain on a chip"

Técnica utilizada: microscopía confocal

Las células madre neuronales tienen la capacidad de diferenciarse en todos los tipos de células del sistema nervioso. En la imagen puede apreciarse como los científicos están investigando el modo en que las células madre neuronales crecen en un gel sintético llamado PEG. Tras sólo dos semanas, las células madre - en magenta- produjeron varias fibras nerviosas, en verde. Estas fibras se formaron en base al gradiente de concentración del Gel PEG, lo que proporciona a los investigadores una valiosa información sobre cómo el ambiente afecta a la organización estructural en la formación de nuevo tejido nervioso. 

Este experimento se enmarca dentro del proyecto "Human-on-a-Chip", el cual cuestiona la ineficiencia y el costo de las pruebas tradicionales de algunos fármacos. Los investigadores han ideado formas de cultivar órganos en miniatura sobre chips de plástico que esperan, puedan ser conectados para representar el cuerpo humano. Esto podría utilizarse para predecir con exactitud la eficacia y toxicidad de los medicamentos, vacunas o algunas drogas,  eliminando así la necesidad realizar pruebas en animales en la investigación médica.

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