ERDF — URN — CELLSTEM — FONCT/INVEST (Q3681383): Difference between revisions
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FEDER — URNA — CELLSTEM — FONCT/INVEST | |||||||||||||||
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En el campo de la microscopía electrónica de transmisión de la física material, ha experimentado rápidos desarrollos en términos de alta resolución y espectroscopia resuelta espacialmente durante unos diez años. Los microscopios electrónicos actuales están equipados con correctores de aberración de sonda y espectrómetros eficientes que permiten el uso de modos de escaneo de alta resolución (STEM), espectroscopia de pérdida de energía (EELS), dispersión de energía (EDS) e imágenes filtradas (EFTEM). Así, gracias a estos avances tecnológicos, es posible acceder a la composición química y a la información estructural a escalas atomísticas y han contribuido en gran medida a aumentar el conocimiento de las propiedades estructurales-funcionales de los materiales inorgánicos. Aunque estos enfoques de alta resolución y de imágenes químicas se aplican ampliamente al campo de la física material, siguen siendo poco transpuestos a los sistemas biológicos, por varias razones: necesidad de instrumentación específica avanzada (microscopios electrónicos de alta resolución con configuración analítica) ii) baja concentración de elementos a detectar, iii) fragilidad de muestras biológicas sometidas a tensiones por haz de electrones, y iv) estabilidad de los elementos que deben detectarse durante los procesos de preparación de la muestra. A pesar de estos importantes desafíos técnicos, el uso de modos de imagen química en la biología sigue siendo un fuerte activo en la localización de la identificación y visualización de estructuras celulares y ensamblajes moleculares, que son puntos clave de muchas cuestiones biológicas. Al explotar las diferentes propiedades físicas relacionadas con las interacciones entre el haz de electrones y la materia biológica, la microscopia electrónica con configuraciones analíticas (META) sigue siendo un enfoque complementario e inevitable de los análisis bioquímicos, moleculares y químicos; optimizan los estudios morfológicos a escalas subcelulares, establecen mapas químicos de elementos endógenos o exógenos y mejoran así el contraste de la imagen. Un verdadero vínculo con la comprensión de las relaciones de estructura funcional, META es una herramienta indispensable para estudios fisiológicos/patológicos y toxicológicos. En este contexto, donde la imagen química sigue siendo un activo fuerte e innovador para la biología, el proyecto CellSTEM propone la implementación de enfoques de imagen química en microscopia electrónica de transmisión a través de modos de escaneo (STEM), espectroscopia de pérdida de energía (EELS/EFTEM) y energía dispersiva (EDS) para abordar como componentes de aplicación una comprensión de los mecanismos celulares que conducen al desarrollo de patologías cardiovasculares y pulmonares en un contexto fisiopatológico y ambiental dual. Con más de 17,5 millones de muertes al año, las enfermedades cardiovasculares son la principal causa de muerte del mundo (OMS, 2012) con 4 de cada 5 muertes por infarto de miocardio. Alentados por los riesgos de comportamiento (tabaco, obesidad en la dieta deficiente, enfermedades instaladas), se ven aumentados por factores medioambientales (contaminación atmosférica, estrés sonoro y constituyen una preocupación importante para la salud de las autoridades públicas). El proyecto CellSTEM basado en los aportes del META se centrará en evaluar los cambios ultraestructurales 1) las células endoteliales y cardíacas en diferentes contextos patológicos, y 2) las células endoteliales y pulmonares en un contexto de exposición al estrés ambiental. (Spanish) | |||||||||||||||
| Property / summary: En el campo de la microscopía electrónica de transmisión de la física material, ha experimentado rápidos desarrollos en términos de alta resolución y espectroscopia resuelta espacialmente durante unos diez años. Los microscopios electrónicos actuales están equipados con correctores de aberración de sonda y espectrómetros eficientes que permiten el uso de modos de escaneo de alta resolución (STEM), espectroscopia de pérdida de energía (EELS), dispersión de energía (EDS) e imágenes filtradas (EFTEM). Así, gracias a estos avances tecnológicos, es posible acceder a la composición química y a la información estructural a escalas atomísticas y han contribuido en gran medida a aumentar el conocimiento de las propiedades estructurales-funcionales de los materiales inorgánicos. Aunque estos enfoques de alta resolución y de imágenes químicas se aplican ampliamente al campo de la física material, siguen siendo poco transpuestos a los sistemas biológicos, por varias razones: necesidad de instrumentación específica avanzada (microscopios electrónicos de alta resolución con configuración analítica) ii) baja concentración de elementos a detectar, iii) fragilidad de muestras biológicas sometidas a tensiones por haz de electrones, y iv) estabilidad de los elementos que deben detectarse durante los procesos de preparación de la muestra. A pesar de estos importantes desafíos técnicos, el uso de modos de imagen química en la biología sigue siendo un fuerte activo en la localización de la identificación y visualización de estructuras celulares y ensamblajes moleculares, que son puntos clave de muchas cuestiones biológicas. Al explotar las diferentes propiedades físicas relacionadas con las interacciones entre el haz de electrones y la materia biológica, la microscopia electrónica con configuraciones analíticas (META) sigue siendo un enfoque complementario e inevitable de los análisis bioquímicos, moleculares y químicos; optimizan los estudios morfológicos a escalas subcelulares, establecen mapas químicos de elementos endógenos o exógenos y mejoran así el contraste de la imagen. Un verdadero vínculo con la comprensión de las relaciones de estructura funcional, META es una herramienta indispensable para estudios fisiológicos/patológicos y toxicológicos. En este contexto, donde la imagen química sigue siendo un activo fuerte e innovador para la biología, el proyecto CellSTEM propone la implementación de enfoques de imagen química en microscopia electrónica de transmisión a través de modos de escaneo (STEM), espectroscopia de pérdida de energía (EELS/EFTEM) y energía dispersiva (EDS) para abordar como componentes de aplicación una comprensión de los mecanismos celulares que conducen al desarrollo de patologías cardiovasculares y pulmonares en un contexto fisiopatológico y ambiental dual. Con más de 17,5 millones de muertes al año, las enfermedades cardiovasculares son la principal causa de muerte del mundo (OMS, 2012) con 4 de cada 5 muertes por infarto de miocardio. Alentados por los riesgos de comportamiento (tabaco, obesidad en la dieta deficiente, enfermedades instaladas), se ven aumentados por factores medioambientales (contaminación atmosférica, estrés sonoro y constituyen una preocupación importante para la salud de las autoridades públicas). El proyecto CellSTEM basado en los aportes del META se centrará en evaluar los cambios ultraestructurales 1) las células endoteliales y cardíacas en diferentes contextos patológicos, y 2) las células endoteliales y pulmonares en un contexto de exposición al estrés ambiental. (Spanish) / rank | |||||||||||||||
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| Property / summary: En el campo de la microscopía electrónica de transmisión de la física material, ha experimentado rápidos desarrollos en términos de alta resolución y espectroscopia resuelta espacialmente durante unos diez años. Los microscopios electrónicos actuales están equipados con correctores de aberración de sonda y espectrómetros eficientes que permiten el uso de modos de escaneo de alta resolución (STEM), espectroscopia de pérdida de energía (EELS), dispersión de energía (EDS) e imágenes filtradas (EFTEM). Así, gracias a estos avances tecnológicos, es posible acceder a la composición química y a la información estructural a escalas atomísticas y han contribuido en gran medida a aumentar el conocimiento de las propiedades estructurales-funcionales de los materiales inorgánicos. Aunque estos enfoques de alta resolución y de imágenes químicas se aplican ampliamente al campo de la física material, siguen siendo poco transpuestos a los sistemas biológicos, por varias razones: necesidad de instrumentación específica avanzada (microscopios electrónicos de alta resolución con configuración analítica) ii) baja concentración de elementos a detectar, iii) fragilidad de muestras biológicas sometidas a tensiones por haz de electrones, y iv) estabilidad de los elementos que deben detectarse durante los procesos de preparación de la muestra. A pesar de estos importantes desafíos técnicos, el uso de modos de imagen química en la biología sigue siendo un fuerte activo en la localización de la identificación y visualización de estructuras celulares y ensamblajes moleculares, que son puntos clave de muchas cuestiones biológicas. Al explotar las diferentes propiedades físicas relacionadas con las interacciones entre el haz de electrones y la materia biológica, la microscopia electrónica con configuraciones analíticas (META) sigue siendo un enfoque complementario e inevitable de los análisis bioquímicos, moleculares y químicos; optimizan los estudios morfológicos a escalas subcelulares, establecen mapas químicos de elementos endógenos o exógenos y mejoran así el contraste de la imagen. Un verdadero vínculo con la comprensión de las relaciones de estructura funcional, META es una herramienta indispensable para estudios fisiológicos/patológicos y toxicológicos. En este contexto, donde la imagen química sigue siendo un activo fuerte e innovador para la biología, el proyecto CellSTEM propone la implementación de enfoques de imagen química en microscopia electrónica de transmisión a través de modos de escaneo (STEM), espectroscopia de pérdida de energía (EELS/EFTEM) y energía dispersiva (EDS) para abordar como componentes de aplicación una comprensión de los mecanismos celulares que conducen al desarrollo de patologías cardiovasculares y pulmonares en un contexto fisiopatológico y ambiental dual. Con más de 17,5 millones de muertes al año, las enfermedades cardiovasculares son la principal causa de muerte del mundo (OMS, 2012) con 4 de cada 5 muertes por infarto de miocardio. Alentados por los riesgos de comportamiento (tabaco, obesidad en la dieta deficiente, enfermedades instaladas), se ven aumentados por factores medioambientales (contaminación atmosférica, estrés sonoro y constituyen una preocupación importante para la salud de las autoridades públicas). El proyecto CellSTEM basado en los aportes del META se centrará en evaluar los cambios ultraestructurales 1) las células endoteliales y cardíacas en diferentes contextos patológicos, y 2) las células endoteliales y pulmonares en un contexto de exposición al estrés ambiental. (Spanish) / qualifier | |||||||||||||||
point in time: 14 January 2022
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Revision as of 01:09, 14 January 2022
Project Q3681383 in France
| Language | Label | Description | Also known as |
|---|---|---|---|
| English | ERDF — URN — CELLSTEM — FONCT/INVEST |
Project Q3681383 in France |
Statements
378,000.00 Euro
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756,000.0 Euro
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50.0 percent
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1 January 2022
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UNIVERSITE DE ROUEN-NORMANDIE
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76821
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Dans le domaine de la physique des matériaux la microscopie électronique à transmission, a connu depuis une dizaine d'années, de rapides développements en termes de haute résolution et de spectroscopies résolues spatialement. Les microscopes électroniques actuels sont équipés de correcteurs d'aberration sur la sonde, et de spectromètres performants qui permettent l'utilisation des modes balayages pour la haute résolution (STEM), des spectroscopies de perte d'énergie (EELS), de dispersion d'énergie (EDS) et d'imagerie filtrée (EFTEM). Ainsi grâce à ces avancées techniques, il est possible d'accéder à des informations de composition chimique et de structure aux échelles atomistiques et ont fortement contribué à accroitre les connaissances des liens structures-fonctions-propriétés de matériaux inorganiques. Si ces approches de haute résolution et d'imagerie chimique sont largement appliquées au domaine de la physique des matériaux, elles restent peu transposées aux systèmes biologiques, pour plusieurs raisons : i) la nécessité d'avoir une instrumentation spécifique de pointe (microscopes électroniques haute résolution à configuration analytique) ii) la faible concentration des éléments à détecter, iii) la fragilité des échantillons biologiques soumis aux contraintes du faisceau d'électrons et enfin iv) la stabilité des éléments à détecter durant les processus de préparation des échantillons. En dépit de ces challenges techniques de taille, l'utilisation des modes d'imagerie chimique en biologie reste un atout fort dans la localisation détection identification et visualisation de structures cellulaires et assemblages moléculaires, qui sont des points clés de nombreuses questions biologiques. En exploitant les différentes propriétés physiques liées aux interactions entre le faisceau d'électrons et la matière biologique, la microscopie électronique en transmission à configurations analytique (META) reste une approche complémentaire et incontournable aux analyses biochimiques, moléculaires et chimiques ; elles permettent d'optimiser les études morphologiques aux échelles subcellulaires, d'établir des cartographies chimiques d'éléments endogènes ou exogènes, de renforcer le contraste donc l'imagerie. Véritable maillon pour la compréhension des relations structure fonction, la META est un outil indispensable aux études physio/pathologiques et toxicologiques. Dans ce contexte où l'imagerie chimique reste un atout fort et novateur pour la biologie, le projet CellSTEM propose la mise en oeuvre des approches d'imagerie chimique en microscopie électronique en transmission à travers les modes de balayage (STEM), les spectroscopies de perte d'énergie (EELS/EFTEM) et d'énergie dispersive (EDS) afin d'adresser comme volets applicatifs, la compréhension des mécanismes cellulaires qui conduisent au développement de pathologies cardiovasculaires et pulmonaires dans un contexte double physiopathologique d'une part et environnemental d'autre part. Avec plus de 17.5 millions de morts /an, les maladies cardio-vasculaires sont la première cause de mortalité dans le monde (WHO, 2012) avec 4 décès sur 5 par infarctus du myocarde. Favorisées par des risques comportementaux (tabagisme, mauvaise alimentation obésité, maladies installées) elles sont accrues par les facteurs environnementaux (pollution atmosphérique, stress sonore et constituent une préoccupation sanitaire majeure par les pouvoirs publics. Le projet CellSTEM basé sur les apports de la META s'attachera, à évaluer des modifications ultrastructurales 1) de cellules endothéliales et cardiaques dans différents contextes pathologiques et 2) de cellules endothéliales et pulmonaires dans un contexte d'exposition à des stress environnementaux. (French)
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In the field of material physics transmission electron microscopy, has undergone rapid developments in terms of high resolution and spatially resolved spectroscopy for about ten years. The current electron microscopes are equipped with probe aberration correctors, and efficient spectrometers that allow the use of high resolution scanning modes (STEM), energy loss spectroscopy (EELS), energy dispersion (EDS) and filtered imaging (EFTEM). Thus, thanks to these technological advances, it is possible to access chemical composition and structural information at atomistic scales and have greatly contributed to increasing the knowledge of the structural-function-properties of inorganic materials. While these high-resolution and chemical imaging approaches are widely applied to the field of material physics, they remain poorly transposed to biological systems, for several reasons: the need for advanced specific instrumentation (high resolution electronic microscopes with analytical configuration) ii) low concentration of elements to be detected, iii) fragility of biological samples subject to electron beam stresses, and finally iv) stability of the elements to be detected during sample preparation processes. Despite these significant technical challenges, the use of chemical imaging modes in biology remains a strong asset in the localisation of identification and visualisation of cellular structures and molecular assemblies, which are key points of many biological questions. By exploiting the different physical properties related to interactions between the electron beam and biological matter, electron microscopy with analytical configurations (META) remains a complementary and unavoidable approach to biochemical, molecular and chemical analyses; they optimise morphological studies at subcellular scales, establish chemical mappings of endogenous or exogenous elements, and thus enhance the contrast of imaging. A true link to the understanding of functional structure relationships, META is an indispensable tool for physio/pathological and toxicological studies. In this context, where chemical imaging remains a strong and innovative asset for biology, the CellSTEM project proposes the implementation of chemical imaging approaches in transmission electron microscopy through scanning modes (STEM), energy loss spectroscopy (EELS/EFTEM) and dispersive energy (EDS) to address as application components an understanding of the cellular mechanisms that lead to the development of cardiovascular and pulmonary pathologies in a dual physiopathological and environmental context. With more than 17,5 million deaths/year, cardiovascular disease is the world’s leading cause of death (WHO, 2012) with 4 out of 5 deaths from myocardial infarction. Encouraged by behavioural risks (smoking, poor diet obesity, installed diseases) they are increased by environmental factors (air pollution, noise stress and constitute a major health concern by the public authorities. The CellSTEM project based on META inputs will focus on assessing ultrastructural changes 1) endothelial and cardiac cells in different pathological contexts, and 2) endothelial and lung cells in a context of exposure to environmental stress. (English)
18 November 2021
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Im Bereich der Materialphysik hat die Transmissionselektronenmikroskopie seit etwa zehn Jahren schnelle Entwicklungen in Bezug auf hohe Auflösung und räumlich gelöste Spektroskopien erlebt. Die heutigen elektronischen Mikroskope sind mit Sensoraberrationskorrektoren und leistungsstarken Spektrometern ausgestattet, die die Verwendung von Hochauflösungs-Scan-Modi (STEM), Energieverlustspektroskopien (EELS), Energiedispersion (EDS) und gefilterter Bildgebung (EFTEM) ermöglichen. So ist es dank dieser technischen Fortschritte möglich, auf chemische Zusammensetzungs- und Strukturinformationen in den atomistischen Leitern zuzugreifen und hat wesentlich dazu beigetragen, das Wissen über die Struktur-Funktions-Eigenschaften anorganischer Materialien zu erweitern. Diese hochauflösenden und chemischen Imaging-Ansätze werden zwar weitgehend auf den Bereich der Materialphysik angewandt, sind aber aus mehreren Gründen nur wenig auf biologische Systeme übertragbar: I) die Notwendigkeit, eine spezifische, hochauflösende Instrumentierung (analytische hochauflösende Elektronenmikroskope) zu haben, ii) die geringe Konzentration der zu ermittelnden Elemente, iii) die Zerbrechlichkeit biologischer Proben, die den Belastungen des Elektronenstrahls ausgesetzt sind, und iv) die Stabilität der während der Probenvorbereitung zu ermittelnden Elemente. Trotz dieser großen technischen Herausforderungen bleibt die Verwendung chemischer Bildgebungsmethoden in der Biologie ein starker Vorteil bei der Lokalisierung Erkennung und Visualisierung von Zellstrukturen und Molekularverbindungen, die Schlüsselpunkte vieler biologischer Fragen sind. Durch die Nutzung der verschiedenen physikalischen Eigenschaften im Zusammenhang mit den Wechselwirkungen zwischen Elektronenstrahl und biologischem Material ist die Transmissionselektronenmikroskopie mit analytischer Konfiguration (META) nach wie vor ein ergänzender und unverzichtbarer Ansatz für biochemische, molekulare und chemische Analysen. Sie ermöglichen die Optimierung von morphologischen Untersuchungen auf subzellulären Skalen, die Erstellung chemischer Kartierung endogener oder exogener Elemente, wodurch der Kontrast verstärkt wird. Als Bindeglied für das Verständnis von Funktionsstrukturbeziehungen ist META ein unverzichtbares Werkzeug für physiologische/pathologische und toxikologische Studien. In diesem Zusammenhang, in dem die chemische Bildgebung nach wie vor ein starker und innovativer Vorteil für die Biologie ist, schlägt das CellSTEM-Projekt die Umsetzung chemischer Bildgebungsansätze in der elektronischen Mikroskopie im Transmissionsmodus (STEM), Energieverlustspektroskopien (EELS/EFTEM) und Dispersionsenergie (EDS) vor, um als Anwendungsbereiche das Verständnis der zellulären Mechanismen zu adressieren, die zur Entwicklung kardiovaskulärer und pulmonaler Pathologien in einem doppelten physiopathologischen und ökologischen Kontext führen. Mit mehr als 17,5 Millionen Todesfällen pro Jahr sind Herz-Kreislauf-Erkrankungen die weltweit größte Todesursache (WHO, 2012) mit 4 von 5 Todesfällen durch Herzinfarkt. Sie werden durch Verhaltensrisiken (Rauchen, schlechte Ernährung von Fettleibigkeit, installierte Krankheiten) durch Umweltfaktoren (Luftverschmutzung, Lärmbelastung) verstärkt und stellen ein wichtiges Gesundheitsproblem der öffentlichen Hand dar. Das CellSTEM-Projekt auf der Grundlage der META-Einfuhren wird sich mit der Bewertung ultrastruktureller Veränderungen 1) von Endothel- und Herzzellen in verschiedenen pathologischen Kontexten und 2) von Endothel- und Lungenzellen im Zusammenhang mit der Exposition gegenüber Umweltstress befassen. (German)
1 December 2021
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Op het gebied van materiële fysica transmissie elektronenmicroscopie, heeft ondergaan snelle ontwikkelingen in termen van hoge resolutie en ruimtelijk opgelost spectroscopie voor ongeveer tien jaar. De huidige elektronenmicroscopen zijn uitgerust met sondeafwijkingscorrecties en efficiënte spectrometers die het gebruik van hoge resolutieaftastenmodi (STEM), energieverliesspectroscopie (EELS), energiedispersie (EDS) en gefilterde beeldvorming (EFTEM) toestaan. Dankzij deze technologische vooruitgang is het dus mogelijk om toegang te krijgen tot chemische samenstelling en structurele informatie op atomistische schaal en hebben ze in hoge mate bijgedragen tot het vergroten van de kennis van de structuur-functie-eigenschappen van anorganische materialen. Hoewel deze hoge resolutie en chemische beeldvorming benaderingen op grote schaal worden toegepast op het gebied van de materiële fysica, ze blijven slecht omgezet in biologische systemen, om verschillende redenen: de noodzaak van geavanceerde specifieke instrumentatie (elektronische microscopen met hoge resolutie met analytische configuratie), ii) lage concentratie van elementen die moeten worden gedetecteerd, iii) kwetsbaarheid van biologische monsters die onder elektronenbundelspanningen vallen, en ten slotte iv) stabiliteit van de elementen die tijdens de monstervoorbereiding moeten worden gedetecteerd. Ondanks deze belangrijke technische uitdagingen blijft het gebruik van chemische beeldvormingsmodi in de biologie een sterke troef in de lokalisatie van identificatie en visualisatie van cellulaire structuren en moleculaire samenstellingen, die belangrijke punten zijn van veel biologische vragen. Door gebruik te maken van de verschillende fysische eigenschappen die verband houden met interacties tussen de elektronenbundel en biologisch materiaal, blijft elektronenmicroscopie met analytische configuraties (META) een complementaire en onvermijdelijke benadering van biochemische, moleculaire en chemische analyses; ze optimaliseren morfologische studies op subcellulaire schalen, stellen chemische mappings van endogene of exogene elementen vast en verbeteren zo het contrast van beeldvorming. META is een echt verband met het begrip van functionele structuurrelaties en is een onmisbaar instrument voor fysiologische/pathologische en toxicologische studies. In deze context, waar chemische beeldvorming een sterke en innovatieve troef blijft voor biologie, stelt het CellSTEM-project de implementatie voor van chemische beeldvormingsbenaderingen in transmissie-elektronenmicroscopie via scanmodi (STEM), energieverliesspectroscopie (EELS/EFTEM) en dispersieve energie (EDS) om als toepassingscomponenten inzicht te krijgen in de cellulaire mechanismen die leiden tot de ontwikkeling van cardiovasculaire en longpathologieën in een duale fysiopathologische en milieucontext. Met meer dan 17,5 miljoen sterfgevallen/jaar is hart- en vaatziekten ’s werelds belangrijkste doodsoorzaak (WHO, 2012) met 4 van de 5 sterfgevallen door myocardinfarct. Aangemoedigd door gedragsrisico’s (rook, slecht dieet obesitas, geïnstalleerde ziekten) worden ze verhoogd door milieufactoren (luchtverontreiniging, geluidsstress en vormen zij een groot gezondheidsprobleem voor de overheid. Het CellSTEM-project op basis van META-inputs zal zich richten op het beoordelen van ultrastructurele veranderingen 1) endotheel- en hartcellen in verschillende pathologische contexten, en 2) endotheel- en longcellen in een context van blootstelling aan omgevingsstress. (Dutch)
6 December 2021
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Nel campo della microscopia elettronica di trasmissione fisica dei materiali, ha subito rapidi sviluppi in termini di alta risoluzione e spettroscopia spaziale risolta per circa dieci anni. Gli attuali microscopi elettroni sono dotati di correttori di aberrazione sonda e di spettrometri efficienti che consentono l'uso di modalità di scansione ad alta risoluzione (STEM), spettroscopia a perdita di energia (EELS), dispersione energetica (EDS) e imaging filtrato (EFTEM). Così, grazie a questi progressi tecnologici, è possibile accedere alla composizione chimica e alle informazioni strutturali su scala atomistica e hanno notevolmente contribuito ad accrescere la conoscenza delle proprietà strutturali-funzionali dei materiali inorganici. Sebbene questi approcci ad alta risoluzione e di imaging chimico siano ampiamente applicati al campo della fisica dei materiali, essi rimangono scarsamente recepiti nei sistemi biologici, per diversi motivi: necessità di strumentazione specifica avanzata (microscopi elettronici ad alta risoluzione con configurazione analitica) ii) bassa concentrazione di elementi da rilevare, iii) fragilità dei campioni biologici soggetti a sollecitazioni del fascio di elettroni e infine iv) stabilità degli elementi da rilevare durante i processi di preparazione del campione. Nonostante queste notevoli sfide tecniche, l'uso di metodi di imaging chimico in biologia rimane un elemento importante nella localizzazione dell'identificazione e visualizzazione delle strutture cellulari e degli assiemi molecolari, che sono punti chiave di molte questioni biologiche. Sfruttando le diverse proprietà fisiche legate alle interazioni tra il fascio di elettroni e la materia biologica, la microscopia elettronica con configurazioni analitiche (META) rimane un approccio complementare e inevitabile alle analisi biochimiche, molecolari e chimiche; ottimizzano gli studi morfologici su scale subcellulari, stabiliscono mappature chimiche di elementi endogeni o esogeni e quindi migliorano il contrasto dell'imaging. Vero legame con la comprensione delle relazioni funzionali della struttura, META è uno strumento indispensabile per studi fisiologici/patologici e tossicologici. In questo contesto, dove l'imaging chimico rimane una risorsa forte e innovativa per la biologia, il progetto CellSTEM propone l'implementazione di approcci per l'imaging chimico nella microscopia elettronica di trasmissione attraverso modalità di scansione (STEM), la spettroscopia di perdita di energia (EELS/EFTEM) e l'energia dispersiva (EDS) per affrontare come componenti applicativi una comprensione dei meccanismi cellulari che portano allo sviluppo di patologie cardiovascolari e polmonari in un duplice contesto fisiopatico e ambientale. Con oltre 17,5 milioni di decessi all'anno, le malattie cardiovascolari sono la principale causa di morte al mondo (OMS, 2012) con 4 decessi su 5 per infarto miocardico. Incoraggiati dai rischi comportamentali (fumo, scarsa obesità alimentare, malattie installate) sono aumentati da fattori ambientali (inquinamento atmosferico, stress acustico e costituiscono una delle principali preoccupazioni per la salute delle autorità pubbliche. Il progetto CellSTEM basato sugli input META si concentrerà sulla valutazione dei cambiamenti ultrastrutturali 1) cellule endoteliali e cardiache in diversi contesti patologici e 2) cellule endoteliali e polmonari in un contesto di esposizione allo stress ambientale. (Italian)
13 January 2022
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En el campo de la microscopía electrónica de transmisión de la física material, ha experimentado rápidos desarrollos en términos de alta resolución y espectroscopia resuelta espacialmente durante unos diez años. Los microscopios electrónicos actuales están equipados con correctores de aberración de sonda y espectrómetros eficientes que permiten el uso de modos de escaneo de alta resolución (STEM), espectroscopia de pérdida de energía (EELS), dispersión de energía (EDS) e imágenes filtradas (EFTEM). Así, gracias a estos avances tecnológicos, es posible acceder a la composición química y a la información estructural a escalas atomísticas y han contribuido en gran medida a aumentar el conocimiento de las propiedades estructurales-funcionales de los materiales inorgánicos. Aunque estos enfoques de alta resolución y de imágenes químicas se aplican ampliamente al campo de la física material, siguen siendo poco transpuestos a los sistemas biológicos, por varias razones: necesidad de instrumentación específica avanzada (microscopios electrónicos de alta resolución con configuración analítica) ii) baja concentración de elementos a detectar, iii) fragilidad de muestras biológicas sometidas a tensiones por haz de electrones, y iv) estabilidad de los elementos que deben detectarse durante los procesos de preparación de la muestra. A pesar de estos importantes desafíos técnicos, el uso de modos de imagen química en la biología sigue siendo un fuerte activo en la localización de la identificación y visualización de estructuras celulares y ensamblajes moleculares, que son puntos clave de muchas cuestiones biológicas. Al explotar las diferentes propiedades físicas relacionadas con las interacciones entre el haz de electrones y la materia biológica, la microscopia electrónica con configuraciones analíticas (META) sigue siendo un enfoque complementario e inevitable de los análisis bioquímicos, moleculares y químicos; optimizan los estudios morfológicos a escalas subcelulares, establecen mapas químicos de elementos endógenos o exógenos y mejoran así el contraste de la imagen. Un verdadero vínculo con la comprensión de las relaciones de estructura funcional, META es una herramienta indispensable para estudios fisiológicos/patológicos y toxicológicos. En este contexto, donde la imagen química sigue siendo un activo fuerte e innovador para la biología, el proyecto CellSTEM propone la implementación de enfoques de imagen química en microscopia electrónica de transmisión a través de modos de escaneo (STEM), espectroscopia de pérdida de energía (EELS/EFTEM) y energía dispersiva (EDS) para abordar como componentes de aplicación una comprensión de los mecanismos celulares que conducen al desarrollo de patologías cardiovasculares y pulmonares en un contexto fisiopatológico y ambiental dual. Con más de 17,5 millones de muertes al año, las enfermedades cardiovasculares son la principal causa de muerte del mundo (OMS, 2012) con 4 de cada 5 muertes por infarto de miocardio. Alentados por los riesgos de comportamiento (tabaco, obesidad en la dieta deficiente, enfermedades instaladas), se ven aumentados por factores medioambientales (contaminación atmosférica, estrés sonoro y constituyen una preocupación importante para la salud de las autoridades públicas). El proyecto CellSTEM basado en los aportes del META se centrará en evaluar los cambios ultraestructurales 1) las células endoteliales y cardíacas en diferentes contextos patológicos, y 2) las células endoteliales y pulmonares en un contexto de exposición al estrés ambiental. (Spanish)
14 January 2022
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Identifiers
18P02425
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