A doença cardíaca é a principal causa de morte nos Estados Unidos e em outras nações industrializadas, e muitos pacientes enfrentam opções de tratamento limitadas. Felizmente, a biologia das células-tronco permitiu aos pesquisadores produzir um grande número de cardiomiócitos, as células que compõem o coração ou músculo cardíaco e têm potencial para serem usadas em pesquisas avançadas de drogas e terapias baseadas em células.

Uma das armadilhas desses cardiomiócitos gerados por células-tronco é que eles não representam cardiomiócitos humanos adultos, mas permanecem imaturos sem intervenção adicional. Adicionalmente, as técnicas atuais de análise de imagens não permitem que os pesquisadores analisem heterogêneos, multidirecional, miofibrilas estriadas típicas de células imaturas para determinar quando novas intervenções estão induzindo as células a se organizarem.

No Journal of Applied Physics , pesquisadores apresentam um algoritmo que combina métodos de gradiente com transformações rápidas de Fourier, a transformação de Fourier de gradiente de varredura ou técnica SGFT, para quantificar as estruturas miofibrilares nas células do coração com considerável precisão. As miofibrilas são a unidade contrátil alongada de uma célula muscular.

"Se você olhar para o tecido cardíaco humano adulto, nem tudo está em perfeito alinhamento. Nem tudo está bem e ordenadamente empilhado como uma estante de livros, "disse Wendy Crone, um autor do artigo. "As estruturas são mais complicadas. Queríamos ser capazes de quantificar a organização."

Este nível de análise, combinado com novos estudos emergentes dos efeitos da mutação celular, tem o potencial de produzir novos insights sobre os mecanismos subjacentes à geração de miofibrilas e várias cardiomiopatias, o que torna mais difícil para o músculo cardíaco bombear sangue para o resto do corpo.

"Há desordem miofibrilar em certas doenças do coração, "disse a Velha." Com a nossa técnica, podemos quantificar a desordem, que fornece uma melhor compreensão da gravidade da doença nas células do coração. "

O heterogêneo, a padronização estriada que este novo método pode detectar e quantificar ocorre em incontáveis ​​outras instâncias na biologia e em outros lugares. Por exemplo, a técnica SGFT detecta claramente a distribuição da organização e orientação do colágeno em biópsias de tecido mamário, o que é significativo, uma vez que o tecido mamário com câncer tem estruturas de colágeno mais organizadas. Como estudos anteriores mostraram, a morfologia das fibras de colágeno no tecido do câncer de mama é um forte indicador de prognóstico da malignidade do tumor.

A técnica SGFT também poderia ser usada para quantificar padrões estriados em neurônios em estágio inicial derivados de células-tronco.

"Nosso código pode quantificar a organização de rosetas neurais, também, "disse a Velha.