ES3045982T3 - Automated high-resolution pupae counting device - Google Patents

Abstract

Dispositivo de recuento de pupas que permite la cuantificación automática de la transición joven-adulto en grupos de moscas, como Drosophiia. Comprende una plataforma circular (1), uno o más portatubos (2) posicionados en la plataforma (1), uno o más tubos de muestra (3), insertados en cada portatubos (2) y destinados a contener las pupas, una cámara (6) para grabar vídeo e imágenes, dirigida hacia la plataforma (1), un motor central (4) conectado a y que gira la plataforma (1) frente a la cámara (6), basta que un tubo de muestra (3) de interés se posiciona frente a la cámara (6), y un motor externo (5) posicionado al lado de la plataforma (1), para girar el tubo de muestra (3) de interés 360° sobre sí mismo frente a la cámara (6).

Description

[0001] DESCRIPCION

[0003] Dispositivo de recuento de pupas de alta resolución automatizado

[0005] OBJETO DE LA INVENCIÓN

[0007] El objeto de la invención es un dispositivo de recuento de pupas que permite la cuantificación automática de la transición joven-adulto en grupos de insectos, preferiblemente moscas Drosophila. Puede cuantificar, en tiempo real y de forma precisa y fiable, el tiempo de desarrollo de larva-adulto en estudios que requieran monitorización del tiempo real del inicio de la madurez sexual.

[0009] ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

[0011] El crecimiento y la maduración sexual tienen lugar a través de una serie de fases de desarrollo sincronizadas con precisión, pero que también muestran plasticidad y adaptación en respuesta a ciertas condiciones ambientales y factores endógenos, tales como enfermedades, mala nutrición, mutaciones o disruptores endocrinos.

[0013] Existe un enorme interés en los factores clínicos que provocan un inicio temprano en la transición entre la fase juvenil y la adulta. El retraso o aceleración de esta transición puede tener un impacto negativo y persistente que afecta tanto al tamaño final como a la fertilidad, y es un factor de riesgo para la obesidad y ciertos cánceres.

[0015] El comienzo de la maduración sexual (denominada metamorfosis en insectos y su equivalente, pubertad, en mamíferos) es la transición más crítica en la historia de vida de un organismo, que maximiza su éxito reproductivo y adaptación al medio.

[0017] La señal clave del inicio de la maduración sexual no se ha identificado en ninguna especie animal y, como consecuencia, el control de este proceso ha sido objeto de una intensa investigación durante décadas.

[0019] El inicio de la maduración sexual varía de un individuo a otro dentro de una especie. La edad de inicio de la maduración o metamorfosis/pubertad está influenciada por factores ambientales, tales como cambios de temperatura, y/o duración del día (estaciones), nutrición, o factores genéticos, alteraciones o enfermedades endocrinas.

[0021] Los organismos jóvenes no entran en la maduración sexual hasta que son competentes y han adquirido un desarrollo y crecimiento adecuados. Las sustancias tóxicas en el medio ambiente tales como el plástico, la contaminación, las infecciones, la desnutrición, y enfermedades tales como los tumores y factores genéticos desconocidos, pueden alterar la edad de la pubertad y la metamorfosis en los insectos.

[0023] La mosca del vinagre Drosophila melanogaster es uno de los insectos más utilizados en la investigación sobre el crecimiento, el desarrollo, la neurogenética y la fisiología de la "pubertad". La velocidad de desarrollo también es un parámetro importante en los estudios de eficacia y/o toxicidad de los fármacos y recientemente esta mosca se ha utilizado para estudios de detección de fármacos de alta eficiencia en modelos preclínicos de enfermedades neurodegenerativas y cancerosas.

[0025] El documento WO2004/006854 describe un método para evaluar el efecto de una prueba en una población de especímenes biológicos, preferiblemente insectos, que comprende las etapas de proporcionar una población de especímenes, administrar al menos un agente de prueba a la población, crear una película digitalizada que muestre los movimientos de los miembros de la población y medir al menos un rasgo de los miembros de la población con el efecto del agente de prueba.

[0027] El documento CN206033758U describe un dispositivo de monitorización de alta resolución automatizado basado en una plataforma de rotación para monitorear la presencia o ausencia de crecimiento bacteriano.

[0029] DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

[0031] La invención se define mediante las reivindicaciones adjuntas.

[0033] El dispositivo de recuento de pupas de la presente invención permite la cuantificación automática de la transición joven-adulto en grupos de insectos, preferiblemente moscas Drosophila. Puede cuantificar, en tiempo real y de forma precisa y fiable, el tiempo de desarrollo de larva-adulto en estudios que requieran monitorización del tiempo real del inicio de la madurez sexual.

[0035] Para ello, el dispositivo comprende una cámara que graba vídeo e imagen, dirigida hacia una plataforma. En la plataforma, uno o más portatubos, preferiblemente dispuestos en un patrón circular, sostienen uno o más tubos de muestra. Un motor central está conectado a la plataforma, girándola frente a la cámara, hasta que un tubo de muestra de interés se posiciona frente a la cámara. Un motor externo se posiciona junto a la plataforma, haciendo girar un tubo de muestra de interés, que es el más cercano a la cámara. De esta forma, el tubo de muestra de interés puede girar 360° sobre sí mismo, permitiendo que la cámara registre toda su superficie.

[0036] El dispositivo también puede comprender cojinetes, posicionados entre los portatubos y la plataforma, que es preferentemente circular, permitiendo que giren con suavidad.

[0037] En un aspecto de la invención, la cámara se conecta a un dispositivo externo que ejecuta un software que, utilizando el vídeo y las imágenes grabadas por la cámara, es capaz de cuantificar automáticamente el tiempo y número de animales contenidos en los tubos de muestra, en diferentes fases de desarrollo de las pupas en la transición jovenadulto.

[0038] El dispositivo externo también puede monitorizar parámetros que pueden afectar a los resultados experimentales tales como la calidad del alimento, la contaminación bacteriana, etc.

[0039] En otro aspecto de la invención, el dispositivo comprende un módulo de iluminación, con una luz infrarroja y/o blanca, que ilumina los tubos de muestra, con el fin de recrear el día y la noche.

[0040] Preferentemente, tanto los motores (motor central y motor externo) como el módulo de iluminación comprenden una carcasa que los recubre con un aislante interno, con el fin de protegerlos de la humedad y permitir una mayor vida útil del dispositivo.

[0041] Si las condiciones experimentales deben controlarse por completo, el dispositivo se puede posicionar dentro de una incubadora, con sensores y controladores de humedad y temperatura, o cualquier otro sensor y actuador de variables que pueda ser necesario. De esta forma, todas las variables de interés para el desarrollo de las pupas se pueden monitorizar y controlar cuando sea necesario.

[0042] En este sentido, en estudios que requieran monitorizar el tiempo de inicio de la madurez sexual, el dispositivo de recuento de pupas de alta resolución automatizado, objeto de la invención, ahorra tiempo y mejora la precisión y reproducibilidad en comparación con el recuento manual y visual.

[0043] Además, el dispositivo presenta las siguientes ventajas:

[0044] - es robusto y duradero y se puede utilizar en una incubadora,

[0045] - está protegido contra la humedad,

[0046] - sus movimientos son suaves y sus rotaciones no interfieren con los ensayos o pruebas de conducta de los insectos,

[0047] - se puede adaptar a otros insectos además de Drosophila melanogaster,

[0048] - el módulo de iluminación permite experimentos de ciclo circadiano registrando y contando moscas durante veinticuatro horas (luz y oscuridad) o periodos más largos (días, semanas), y

[0049] - permite realizar experimentos de tiempo de desarrollo en condiciones ambientales altamente controladas (por ejemplo, nivel de humedad, luz, temperatura, etc.).

[0050] El dispositivo se puede adaptar para experimentos de alta eficiencia, tal como la detección de genes, inhibidores, fármacos o medicinas, que necesitan contar muchos animales, medir con exactitud el momento de la muerte del animal, o el tiempo de su desarrollo desde la fase juvenil hasta la fase adulta con gran precisión.

[0051] DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

[0052] Para complementar la descripción que se está realizando y con el fin de ayudar a comprender mejor las características de la invención, de acuerdo con una realización preferente de la misma, se adjunta un conjunto de dibujos como parte integrante de dicha descripción en los que, con ejemplos ilustrativos y de carácter no limitativo, se ha representado lo siguiente:

[0053] Figura 1.- Muestra una vista general del dispositivo de recuento de pupas de alta resolución automatizado.

[0054] Figura 2.- Muestra una vista superior del dispositivo.

[0055] REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN

[0056] Con ayuda de las figuras 1 y 2, se describe a continuación una realización preferente del dispositivo de recuento de pupas de alta resolución automatizado, objeto de la presente invención.

[0057] El dispositivo, que se muestra en una vista general en la figura 1, está destinado a la monitorización y recuento automatizados del desarrollo de Drosophila. Permite una monitorización y recuento automatizados de alta resolución de larvas y pupas durante días o semanas. El dispositivo puede contar automáticamente cientos de moscas durante semanas en un solo experimento.

[0058] El dispositivo comprende una cámara (6) para grabar vídeos e imágenes, dirigida hacia una plataforma circular (1), como se muestra en la figura 1. En la plataforma (1), uno o más portatubos (2) están dispuestos en un patrón circular, como se muestra en la figura 2. Un tubo de muestra (3), donde se colocan las pupas, se inserta en cada portatubos (2).

[0060] Un motor central (4) se conecta a la plataforma (1), haciéndola girar frente a la cámara (6), hasta que un tubo de muestra (3) de interés se posiciona frente a la cámara (6). Un motor externo (5) se posiciona al lado de la plataforma (1), que gira el tubo de muestra (3) de interés, que es el más cercano a la cámara (6). De esta forma, el tubo de muestra (3) de interés puede girar 360° sobre sí mismo, permitiendo que la cámara (6) registre toda su superficie y, por lo tanto, todas las pupas contenidas en su interior.

[0062] El motor central (4) y el motor externo (5) son motores paso a paso, que facilitan el control de la rotación angular tanto de la plataforma (1) como de los tubos de muestra (3).

[0064] El dispositivo también comprende cojinetes, no mostrados en la figura 1, posicionados entre los tubos de muestra (3) y la plataforma (1), y que permiten que roten con suavidad. Los movimientos lentos y el bajo nivel de ruido son ideales para el registro de múltiples genotipos de moscas adultas. Las moscas no notan nada.

[0066] La cámara (6) está conectada a un dispositivo externo que, utilizando el vídeo y las imágenes grabadas por la cámara (6), ejecuta un software capaz de cuantificar automáticamente el tiempo y número de pupas en diferentes fases de desarrollo en la transición joven-adulto contenida en cada tubo de muestra (3). El dispositivo externo también monitoriza los parámetros que pueden afectar a los resultados experimentales, tales como la calidad del alimento, la contaminación bacteriana, etc. Por ejemplo, la calidad del alimento se puede determinar por su color.

[0068] El dispositivo comprende adicionalmente un módulo de iluminación, con una luz infrarroja y una luz blanca, que ilumina los tubos de muestra (3), con el fin de recrear el día y la noche. El módulo de iluminación permite realizar experimentos de reloj circadiano.

[0070] Tanto los motores (4, 5) como el módulo de iluminación comprenden una carcasa que los recubre con un aislante interno, con el fin de protegerlos de la humedad y permitir una mayor vida útil del dispositivo.

[0072] Para permitir una mejor adaptabilidad a cualquier tipo de experimento, los tubos de muestra (3) pueden ser cualquier vial/tubo estándar de comida para moscas, sin necesidad de equipo de laboratorio especial.

[0074] La realización mostrada en la figura 2 permite el registro de hasta veinte tubos de muestra (3), con la posibilidad de aumentar este número para experimentos de alta eficiencia.

Claims (8)

1. REIVINDICACIONES

1. - Un dispositivo de recuento de pupas de alta resolución automatizado, que comprende:

- una plataforma (1),

- uno o más portatubos (2) dispuestos en la plataforma (1),

- uno o más tubos de muestra (3), insertados en cada portatubos (2) y destinados a contener pupas,

- una cámara (6) para grabar vídeo e imagen, dirigida hacia la plataforma (1), conectada a un dispositivo externo que cuantifica el tiempo y número de pupas contenidas en cada tubo de muestra (3),

- un motor central (4) conectado a la plataforma,

caracterizado por que el motor central (4) hace girar la plataforma (1) hasta que se posiciona un tubo de muestra (3) de interés frente a la cámara (6), y por que el dispositivo adicionalmente comprende:

- un motor externo (5) posicionado al lado de la plataforma (1), que gira el tubo de muestra (3) de interés 360° sobre sí mismo frente a la cámara (6).

2. - El dispositivo de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la plataforma (1) es circular y los portatubos (2) están dispuestos en círculo.

3. - El dispositivo de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el motor central (4) y/o el motor externo (5) son motores paso a paso.

4. - El dispositivo de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende adicionalmente unos cojinetes, posicionados entre los portatubos (2) y la plataforma (1).

5. - El dispositivo de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende adicionalmente un módulo de iluminación, que ilumina los tubos de muestra (3).

6. - El dispositivo de acuerdo con la reivindicación 5, en el que el módulo de iluminación comprende una luz infrarroja y una luz blanca.

7. - El dispositivo de acuerdo con la reivindicación 5 ó 6, en el que el módulo de iluminación comprende una carcasa para protección contra la humedad.

8. - El dispositivo de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el motor externo (5) y el motor central (4) comprenden una carcasa para protección contra la humedad.