Departamento de Fisiopatología

HOSPITAL DE CLÍNICAS "Dr. Manuel Quintela" - FACULTAD DE MEDICINA - UNIVERSIDAD DE LA REPÚBLICA

Microscopía Bifotónica

Unidad de Bioimagenología Avanzada

Unidad Bioimagenología Avanzada

(Unidad MIxta Universidad de la República - Institut Pasteur de Montevideo)

 

La UBA está comprometida con el desarrollo de nuevos instrumentos y métodos en el campo de la biofotónica con el objetivo final de dar respuesta a preguntas y necesidades biomédicas de forma cuantitativa. El desarrollo de instrumentación y métodos están motivados por los problemas biológicos y biomédicos que se abordan en la UBA, y al mismo tiempo nuestras preguntas biológicas son impulsadas por los desarrollos tecnológicos y métodos de vanguardia de la UBA. Esta interacción virtuosa entre tecnología en el estado del arte y preguntas biomédicas son la sinergia clave que motiva nuestra investigación. Dentro de la área de desarrollo nuestra unidad se enfoca en instrumentos de vanguardia para abrir nuevas fronteras en la investigación biomedica, en particular nos centramos en el desarrollo de tecnologías multifotonica, óptica no lineal, fibras ópticas y espectroscopia resuelta en el tiempo e hiperespectral. Anualmente ofrecemos taller para difundir el uso de instrumentación, métodos y aplicaciones de herramientas biofotónicas avanzados. En la UBA utilizamos herramientas de espectroscopia en microscopia para estudiar dinámica de fluorescencia como FCS, FLIM, imágenes hiperespectrales, diagramas de fasores, microscopía no lineal (SHG y THG), multifotón, imágenes de tejido profundo, RICS, seguimiento orbital 3D , N&B, iMSD, pCF y 2DpCF, entre otros. Nuestra unidad tiene un alto compromiso de servicio por lo cual los usuarios podrán recibir una capacitación en el uso de instrumentos de alta tecnología y les enseñará sobre el análisis y procesamiento de los resultados.

 

 

Miembros/Members:


 
Leonel Malacrida 2020


Leonel Malacrida (PhD)
 Responsable/Head

Ver CVuy
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ResearchGate page

 

 Chan Zurkerberg Initiative "Imaging Scientist" Ciclo 2 2020

 

 


Equipo/Team en el HC:

Ma Jose Garcia

 

MSc. Ma José García (Asistente Departamento de Fisiopatología G2 interino, Estudiante de Doctorado ProInBio, Beca Doctorado Comisión Académica de Posgrado 2020).

Proyecto de Investigación: "Microscopia no-lineal y por tiempo de vida en modelos experimentales de lesión pulmonar: Evaluación de su utilidad diagnostica a través de aprendizaje automático"

 

 

 

 

 

 

 

 

Ana Laura Suarez


Ana Laura Suarez
(Tec. Anatomía Patológica, Departamento de Fisiopatología) 

Proyecto de Investigación: "Desarrollo de un altas metabólico tisular para estudiar disfunción multiorgánica"

 

 

  

 

 

 

 

 

Equipo/Team en el IP:

 

AKamaid 

Dr. Andres Kamaid (Investigador Asociado)

 Cvuy

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MDiaz

 

MSc. Marcela Díaz (Técnica microscopia, Estudianta de Doctorado)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

TDeLosCampos

 

Tabare de los Campos (Técnico procesamiento de imagenes y desarrollo de Hardware)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

MSc. Andres Di Paolo (PostDoc, Proyecto CSIC I+D 2020)

Bach. Bruno Schuty (Pasante Lic. Ingeniería Biologica-Paysandú UdelaR)

 

 Comite Advisor/Advisory Committee:                 

 Advisory Committee

 

Lineas de investigación/Research and Development:

1- Proyectos impulsados por el desarrollo de tecnología, métodos y aplicaciones en el campo de la Biofotónica/Techological Driven projects.

a) “Fluorescence Lifetime Assisted in vivo Detection of Skin Cancers with a Portable Point-of-Care Fiber Optical Device.”, financiación NIH P41-GM103540. PI's: Leonel Malacrida y Enrico Gratton. U$S 50000 

b) “Microscopia de dos fotones resuelta en el tiempo de vida en el Hospital Universitario: un microscopio en el estado de arte para responder preguntas en biomedicina.”, financiado por CSIC Equipamiento pesado 2018. PI's: Leonel Malacrida y Javier Hurtado. $U 38500000

 c) "Desarrollo de un dispositivo óptico para el diagnóstico rápido y portable de SARS-CoV2 con proteínas ingenierizadas", financiado por Fundación Manuel Pérez, Llamado especial Corona virus 2019. PIs: Leonel Malacrida y.Sergio Pantano (IPMON) U$S 30000

 

d) "Desarrollo y puesta punto de un nuevo dispositivo basado en fibras ópticas con resolución de tiempo de vida y espectral para la evaluación metabólica tisular in vivo por la autofluorescencia." financiado por CSIC I+D 2021-2023. PI: Leonel Malacrida. ~40K (U$S)

2- Proyectos biologicos "guiados por hipotesis"/ Biological Driven Projects.

a) “Una aproximación a las enfermedades neurodegenerativas mediante microscopía y espectroscopia de fluorescencia in vivo. Rol de la segregación de fases líquido-líquido en la fisio(pato)logía celular.”, financiado por FCE Mod II 2018-ANII. PI: Leonel Malacrida. $U 1000000

b) “Microscopia no-lineal y por tiempo de vida en modelos experimentales de lesión pulmonar: Evaluación de su utilidad diagnostica a través de aprendizaje automático”, financiado por CSIC I+D 2018. PI: Leonel Malacrida. $U 1000000

3- Proyectos de Extension o desarrollo institucional/Institutional and social projects.

a) "Cooperación para el desarrollo de capacidades en microscopia avanzada con miras a cooperación para el desarrollo de capacidades en microscopia avanzada con miras a constituir la red latinoamericana de microscopía", Fianaciado por el Fondo conjunto de cooperacion Mexico-Uruguay (AMEXCID-AUCI). Responsables: Andres Kamaid (IPMON), Christopher Wood (UNAM), Leonel Malacrida (UdelaR). U$S100000

b) "Desarrollo de una Unidad de Bioimagenología Avanzada en Latinoamerica". Financiado por Chan Zurkerberg Initiative en su programa "Imaging Scientist" Ciclo 2 - 2020 (la UBA es un esfuerzo mixto de la Universidad de la República y el Institut Pasteur de Montevideo). U$S 370000 (5 años).


Capacidades instrumentales de la UMAB/ Resources at the UMAB

 1- Microscopio "home-buit" de dos fotones con resultución de tiempo de vida y FCS. Bloque epifluorescente Nikon Ti-S, laser pulsado basado en fibra 780 nm (Calmar), 3 dectectores pesudo conteo de fotones (GaAsP Hamamatsu), FLIMBos 320 (ISS), platina motorizada x/y (ASI), lente electrico (Optotune), CO2 y temperatura controlada, mesa óptica con aislación pasiva (TMC) escaner glavanometrico x/y ultrarápido (Cambridge Technologies).

  • FLIM
  • FRET
  • Phasor plots
  • FCS (single point, line, circular, diffusion map)
  • RICS (crossRICS)
  • N&B (crossN&B)
  • pCF (pCOMB)
  • 2D y 2D Particle Tracking 
  • epifluorescence (camera based)

2- Instrumento basado en Fibras ópticas para medidas de tiempo de vida y espectral. Detector Hamamatsu de 2x2, A320 fastFLIMbox (ISS), Laser Diodo 370 nm modulado hasta 300MHz (ISS), Laser pulsado 355 nm (Markettech), Fibras opticas (ThorLabs).

3- Espectrometros de alta resolución y velocidad para diffuse optical spectroscopic imaging (DOSI) . HR4000 y 2x USB200 (Ocean Optics).

4- Computadoras (2) de alto rendimiento para procesamiento y análisis de imagenes.

  • PC-1 de escritorio procesador Intel Core i7-3779 CPU @ 3.40HGHz, 32Gb DDR3 RAM, 128GB SSD, Disco duro SATA 1Tb, tarjeta de video NVIDIA GeForce GT 640 DDR3 2Gb, dos monitores BenQ GL2450 26 pulgadas.
  • PC-2 de escritorio procesador CPU INTEL CORE I7 9700 (3.0Ghz) 12MB Socket 1151, 64Gb DDR3 RAM, HD SSD 240GB KINGSTON, HD. 1TB SATA6, dos monitores MONITOR LED 27" ACER Nitro VG270 IPS 144Hz FULL HD.

5- Sitema de almacenaminto de datos, NAS SYNOLOGY DS920+ DESKTOP (4 BAHIAS) con 40TB de datos.

6- Software para análisis y procesamiento de imagenes comercial y de codigo abierto. SimFCS for images (G-Soft, Ilinois-USA), Fiji & ImageJ (NIH, Bethesda-USA), Icy (Pasteur Paris, France) y codigo/rutinas customizadas en MatLab (MathWorks).

 
Cursos dictados:

2nd Annual Workshop on Advanced Microscopy and Biophotonics

November 23-27 of 2020

Institut Pasteur of Montevideo/Univesidad de la República

Montevideo – Uruguay

Link to the course.

Summary 2nd workshop 2

  

 

 
Agenda y videos del Workshop:

Monday November 23

09:45-10:00 – Opening and course introduction. Leonel Malacrida

10:00-11:00 – Lecture 1. David Jameson. Introduction to fluorescence fundamentals and methods.

11:00-11:45 – Lecture 2. Leonel Malacrida: Advanced fluorescence instrumentation and microscopy.

11:45-12:30 – Lecture 3. Enrico Gratton: Introduction to fluorescence correlation spectroscopy (FCS) and the photon counting histogram (PCH)

Virtual lunch break and meet with the instructors

13:30-14:15 – Lecture 4. Per Niklas Hedde: Raster image correlation spectroscopy (RICS) and in vivo applications.

14:15 – 15:00 - Lecture 5. Per Niklas Hedde: Number & Brightness (N&B) and its applications for protein oligomerization studies in vivo.

15:00-15:45 – Lecture 6. Enrico Gratton: The pair-correlation function and its applications for deciphering the occurrence of barriers and obstacles inside the cell.

Virtual coffee break and meet with the instructors

16:15 – 16:40 – Application talk #1. Susana Sánchez: Ribosomal proteins detection by the PCH analysis in yeast.

16:40 – 17:05 – Application talk #2. Enrico Gratton: The image Mean Square Displacement iMSD Method.

17:05 – 17:30 – Application talk #3. Enrico Gratton: Line-Scan FCS combined with pCF to understand the molecular traffic to the nucleus.

Virtual coffee break and meet with the instructors

 

Tuesday November 24

10:00-10:45 – Lecture 7. David Jameson: Introduction to lifetime measurements and the phasor plots.

10:45-11:30 – Lecture 8. Enrico Gratton: The phasor plots for FLIM and FRET.

11:30-12:15 – Lecture 9. Leonel Malacrida: The spectral phasor plot and its applications to hyperspectral imaging.

Virtual lunch break and meet with the instructors

13:30-14:15 – Lecture 10. Alex Vallmitjana: Multi-component analysis on FLIM data with the phasor approach.

14:15-15:00 – Lecture 11. Suman Ranjit: FLIM-Phasor for cell metabolism phenotyping.

15:00-15:45 – Lecture 12. Per Niklas Hedde. Hypespectral imaging in light-sheet microscope without hyperspectral detection.

Virtual coffee break and meet with the instructors

16:15 – 16:40 – Application talk #4. Susana Sánchez: Applications of FLIM-Phasors for biological questions: the pH and Ca++ case.

16:40 – 17:05 – Application talk #5. Leonel Malacrida: Absolute NADH concentration by FLIM-Phasors.

17:05 – 17:30 - Application talk #6. Leonel Malacrida: FLIM and Hyperspectral imaging using phasors to study membrane dynamics by LAURDAN fluorescence.

Virtual coffee break and meet with the instructors

  

Wednesday November 25

10:00-10:45 – Lecture 13. Luca Lanzanó: Fundamentals of Super-resolution microscopy and its combination with FLIM-Phasors.

10:45-11:30 – Lecture 14. Fernando Stefani. Far-field fluorescence nanoscopy with sub-10 nm resolution.

11:30-12:15 – Lecture 15. Leonel Malacrida: The single plane illumination microscopy and its applications.

Virtual lunch break and meet with the instructors

13:30-14:15 – Lecture 16. Enrico Gratton: The DIVER microscope for deep tissue imaging.

14:15-15:00 – Lecture 17. Lorenzo Scipioni. The Phasor S-FLIM Microscope for multiplexing microscopy.

15:00-15:45 – Lecture 18. Alexander Vallmitjana: 3D-Single particle tracking and its applications.

Virtual coffee break and meet with the instructors

16:15 – 16:40 – Application talk #7 Francesco Cardarelli: iMSD application for molecular intracellular diffusion studies.

16:40 – 17:05 – Application talk #8. Lorenzo Scipioni: Comprehensive correlation analysis for super-resolution dynamic fingerprinting of cellular compartments using the Zeiss Airyscan detector.

17:05 – 17:30 - Application talk #9. Suman Ranjit: Applications of the DIVER microscope for biomedical imaging.

Virtual coffee break and meet with the instructors

  

Thursday November 26

10:00 – 10:25 – Application talk #10 Valeria Levi: Applications of FCS to study the organization of GR in the nucleus.

10:25 – 10:50 – Application talk #11. Luis Bagatolli: Uses of solvatochromic probes for water dynamics in yeast.

10:50 – 11:15 - Application talk #12. Germán Gunther: Development and application of CAPRYDAA for in vivo membrane dynamics.

11:15 – 11:40 – Application talk #13 Federico Lecumberry: Applications of imaging processing and AI in advanced fluorescence microscopy.

11:40-12:05 – Application talk #14. Florencia Irigoín. The primary cillium membrane organization studied by spectral phasors and LAURDAN.

Virtual lunch break and meet with the instructors

13:30 – 13:55 – Application talk #15. Francesco Palomba: Dimethylaminonaphtalen (DAN) probes and liquid phase separation.

13:55 – 14:20 - Application talk #16. Belen Torrado: Study of protein transport in the primary cilium using FRAP and pCF.

14:20-14:45 – Application talk #17. Ariel Fernandez: Snapshot polarimetric and phase quantitative microscopy.

14:45-15:10 – Application talk #18. Michelle Digman: Evaluation of pre-implantation embryos by FLIM and autofluorescence.

Virtual coffee break and meet with the instructors

15:40 – 16:40 - Lecture 19: Workshop close and special lecture. David Jameson: A nano-history of fluorescence.

16:40 – 17:30 – Workshop closing and virtual coffee break with instructors

 

Friday November 27

10:00 -12:00 Breakout rooms and discussions

(All participants will have the chance to rotate between two sections.).

1. What is fluorescence and harmonic generation? (Enrico Gratton)

2. Can we see a single molecule?  Why is this important? (Francesco Palomba)

3. What is optical super-resolution? (Alexander Vallmitjiana)

4. How we can observe a tumor in patients using fluorescence? (Suman Ranjit and Belen Torrado)

5. Why do phasors plots analysis for FLIM and hyperspectral imaging? Why is this important? (Leonel Malacrida)

6. Why and when SPIM is better than regular raster scanning microscopy? (Per Niklas Hedde)

 

Virtual lunch break and meet with the instructors

13:30 – 15:30 – Virtual practical section (20 total presentations):

Two topics (total 10 students by subgroup)

  • RICS and N&B- diffusion and oligomerization of EGFP and PaxEGFP in NIH-3T3 cells in vivo (Leonel Malacrida, Per Niklas Hedde and Marcela Diaz)
  • FLIM-Phasor-Autofluorescence and metabolism (Belén Torrado, Alex Vallmitjana and Francesco Palomba)

16:00-17:30 – Final discussion

 


1er Workshop de Micrsocopia de Fluorescencia Avanzada y Biofotónica.

25 al 28 de Noviembre de 2019.

Unidad de Microscopia Avanzada y Bifotónica

Hospital de Clínicas -  Universidad de la República

Banner 1er workshop 2019


Organizador: Dr. Leonel Malacrida

Profesores Internacionales invitados:

Profesores invitados locales:

Lunes 25 de Noviembre

08:30-09:00 – Palabras inaugurales e introducción al curso. Leonel Malacrida

09:00-09:45 – Lecture 1. Leonel Malacrida. Introducción a la fluorescencia y métodos fluorescentes.

09:45-10:30 – Lecture 2. Leonel Malacrida: Fundamentos de la instrumentación avanzada de fluorescencia y microscopia de fluorescencia.

Break

11:00-11:45 – Lecture 3. Enrico Gratton: Introducción a la Fluorescence correlation spectroscopy (FCS) and photon counting histogram (PCH)

Almuerzo

13:30-14:00 – – Charla de aplicaciones #1. Susana Sánchez: Detección de proteínas ribosomales en levaduras mediante análisis de PCH.

14:00 – 14:45: Lecture 4. Enrico Gratton: Aplicaciones de Raster image correlation spectroscopy (RICS) para medir la difusión molecular in vivo.

14:45-15:30 – Lecture 5. Enrico Gratton: Análisis de Numero y Brillo (N&B) para estudiar la oligomerización y concentración de proteínas en la célula.

Break

16:30 – 17:15 - Lecture 6. Leonel Malacrida: El método de pair-correlation y sus aplicaciones (pCF) para descifrar barreras y obstáculos a la difusión in vivo.

Martes 26 de Noviembre

09:00-09:45 – Lecture 7. David Jameson: Introducción a la medida de tiempo de vida y los gráficos de Fasores.

09:45-10:30 – Lecture 8. Enrico Gratton: Los gráficos de Fasores para el análisis e interpretación de FLIM y FRET.

Break

11:00-11:45 – Lecture 9. Leonel Malacrida: Los fasores espectrales y sus aplicaciones para el análisis de microscopia hiperespectral.

11:45-12:15 – Charla de aplicaciones #2. Susana Sánchez: Aplicaciones de FLIM-Fasores para responder preguntas biologicas.

Almuerzo

13:30-14:15 – Charla de aplicaciones #3. Enrico Gratton: Aplicaciones de FLIM-Fasores para estudios del metabolismo celular en Biomedicina.

14:15 – 14:35 - Charla de aplicaciones # 4. Leonel Malacrida: Concentración absoluta in vivo de NADH. FLIM-Phasor y metabolismo, algunas consideraciones.

14:45 – 15:45 - – Simulaciones de FCS y análisis de datos RICS y N&B. Leonel Malacrida – Susana Sanchez - Enrico Gratton.

Break

16:30-17:30 – Continuación de las simulaciones de FCS y análisis de datos RICS y N&B.

Miércoles 27 de Noviembre

09:00-09:45 – Lecture 10. Enrico Gratton: Seguimiento de partícula única en 3D y sus aplicaciones.

09:45-10:30 – Lecture 11. Leonel Malacrida: Microscopia de iluminación en lamina (SPIM) y sus aplicaciones.

Break

11:00-11:30 – Charla de aplicaciones #5 - David Jameson: Aplicaciones de N&B en la oligomerización de proteínas en células in vivo.

11:30: - 12:00 - Charla de aplicaciones #6. Enrico Gratton: Microscopía DIVER para aplicaciones en imágenes de tejidos en profundidad y microscopia no lineal (generación de armónicos).

Almuerzo

13:30-15:30 – Entrenamiento en FLIM/Hiperespectral/Phasor con simulaciones en computadora. Leonel Malacrida – Susana Sanchez - Enrico Gratton.

15:30-17:30 – Sección de poster con los estudiantes participantes (se les solicitara a los estudiantes que presente un poster de su proyecto de investigación).

Jueves 28 de Noviembre

09:00-09:30 – Charla de aplicaciones #7. Andrés Saraleguí. Observando tejidos en profundidad: Microscopía Multifotónica y Aclaramiento de muestras.

09:30-10:00 – Charla de aplicaciones #8. Susana Sánchez: Fluctuaciones de la función de GP y su aplicación en el estudio de la dinámica de membranas.

Break

10:30-11:00 – Charla de aplicaciones #9. Florencia Irigoín. Dinámica de las membranas en la cilia primaria por microscopia hiperespectral y fluorescencia de LAURDAN.

11:00-11:30 – Charla de aplicaciones #11. Federico Lecumberry. Procesamiento de señales y aprendizaje automático aplicado a imágenes biomédicas.

11:30-12:00 – Charla de aplicaciones #12. Julia Alonso. Óptica Computacional aplicada a la Microscopía de Fluorescencia.

Almuerzo

13:30 – 14:00 - Charla de aplicaciones #13. Leonel Malacrida: Ensayo de iMSD y 2D-pCF para el análisis de difusión de moléculas dentro de la célula in vivo.

14:00 – 15:00 - Lecture 12. Cierre del Workshop y Seminario especial. David Jameson: Una nano-historia acerca de la fluorescencia.


Estudiantes participantes:

1 Alberto Ezequiel Rafael Ponce Facultad de Medicina
2 Alejandro Silva Facultad de Ingeniería
3 Ana Laura Suárez Hospital de Clínicas
4 Andres Di Paolo IIBCE
5 Carolina Oliveira Facultad de Ciencias
6 Daniel Andres Palacio Universidad de Concepción, Chile
7 Diego Hernández IIBCE
8 Estefania Silveyra Facultad de Odontologia
9 Eugenia Isasi Facultad de Medicina
10 Inés Marmisolle Facultad de Medicina
11 Ines  Rauschert IIBCE
12 Jennyfer Martinez Facultad de Medicina
13 Joao Aguilar Universidad de concepción, Chile
14 Juan Llaguno Facultad de Ingeniería
15 Juan Carlos Rosillo IIBCE
16 Lourdes Echarte Hospital de Clínicas
17 Mai  Sandra Facultad de Medicina
18 Marcos  Nieves IPMON
19 María del Pilar Irigoyen Facultad de Medicina
20 María Eugenia Cruces IPMON
21 María José García Hospital de Clínicas
22 María Laura Herrera IIBCE
23 Mariana Di Doménico Firpi Facultad de Medicina
24 Marset María Virginia  Facultad de Medicina
25 Martín Figares IIBCE
26 Natalia Marquisá Hospital de Clínicas
27 Pablo Liddle IIBCE
28 Paola  Lepanto IPMON
29 Vanesa Pereira Facultad de Odontologia

Apoyos para el curso:

apoyos

Foto final de curso

Foto grupal 2019

Publicaciones

2021

Insights into in vivo adipocyte differentiation through cell-specific labeling in zebrafish
Paola LepantoFlorencia Levin-FerreyraUriel KoziolLeonel Malacrida, Jose L Badano. 

A Global View of Standards for Open Image Data Formats and RepositoriesA Global View of Standards for Open Image Data Formats and Repositories
Jason R. Swedlow, Pasi Kankaanpää, Ugis Sarkans, Wojtek Goscinski, Graham Galloway, Leonel Malacrida, Ryan P. Sullivan, Steffen Härtel, Claire M. Brown, Christopher Wood, Antje Keppler, Federica Paina, Ben Loos, Sara Zullino, Dario Livio Longo, Silvio Aime, Shuichi Onami. Nature Methods 2021 (accepted)

Hyperoxia and Lungs: What We Have Learned From Animal Models.

Luciano Amarelle*, Lucía Quintela, Javier Hurtado, Leonel Malacrida*.

(* autor correspondiente)

Front. Med., 09 March 2021 | https://doi.org/10.3389/fmed.2021.606678



LAURDAN since Weber: The Quest for Visualizing Membrane Heterogeneity. 

German Gunther#, Leonel Malacrida#, David M. Jameson, Enrico Gratton, Susana A. Sánchez.
Accounts of Chemical Research Article ASAP DOI: 10.1021/acs.accounts.0c00687
(# primer autor en pie de igualdad)
 
Per Niklas Hedde, Leonel Malacrida, Barbara Barylko Derk Binns, David M. Jameson and Joseph P. Albanesi.
Front. Mol. Biosci. | doi: 10.3389/fmolb.2021.630625

The Phasor Plot: A Universal Circle to Advance Fluorescence Lifetime Analysis and Interpretation. 

Leonel Malacrida,# Suman Ranjit,# David M. Jameson, and Enrico Gratton.

Annu. Rev. Biophys. 2021. 50:577–95 https://doi.org/10.1146/annurev-biophys-062920-063631

(# primer autor en pie de igualdad)

2020

Per Niklas HeddeRachel CincoLeonel MalacridaAndrés KamaidEnrico Gratton.

Barriers to diffusion in cells: visualization of membrane-less particles in the nucleus. 

Leonel Malacrida, Per Niklas Hedde, Belen Torrado, Enrico Gratton. The Biophysicist (2020) 1 (2): 9.

CAPRYDAA, an anthracene dye analog to LAURDAN: a comparative study using cuvette and microscopy

Vicente Castro-Castillo, Javier Gajardo, Catalina Sandoval-Altamirano, Enrico Gratton, Susana Sanchez, Leonel Malacrida*, German Gunther*
Journal of Materials Chemistry B. 2020 Jan 7;8(1):88-99. 
(* autor correspondiente)


2019

Determination of the metabolic index using the fluorescence lifetime of free and bound nicotinamide adenine dinucleotide using the phasor approach

S Ranjit#, L Malacrida#, M Stakic, E Gratton
J Biophotonics. 2019 Nov;12(11):e201900156.
(# primer autor en pie de igualdad)

 

The DIVER Microscope for Imaging in Scattering Media

A Dvornikov, L Malacrida, E Gratton
Methods and protocols 2 (2), 53. 2019

 

StarD5: an ER stress protein regulates plasma membrane and intracellular cholesterol homeostasis

Daniel Rodriguez-Agudo, Leonel Malacrida, Genta Kakiyama, Tavis Sparrer, Carolina Fortes, Michael Maceyka, Mark A Subler, Jolene J Windle, Enrico Gratton, William M Pandak, Gregorio Gil
Journal of lipid research 60 (6), 1087-1098. 2019

 

A novel nitroalkene‐α‐tocopherol analogue inhibits inflammation and ameliorates atherosclerosis in Apo E knockout mice

Jorge Rodriguez‐Duarte, Germán Galliussi, Rosina Dapueto, Jessica Rossello, Leonel Malacrida, Andrés Kamaid, Francisco J Schopfer, Carlos Escande, Gloria V López, Carlos Batthyány
British journal of pharmacology 176 (6), 757-772. 2019

 

2018

Differences between FLIM phasor analyses for data collected with the Becker and Hickl SPC830 card and with the FLIMbox card

S Ranjit#, L Malacrida#, E Gratton
Microscopy research and technique 81 (9), 980-989. 2018

(# primer autor en pie de igualdad)

Fit-free analysis of fluorescence lifetime imaging data using the phasor approach

S Ranjit#, L Malacrida#, DM Jameson, E Gratton
Nature protocols 13 (9), 1979. 2018

(# primer autor en pie de igualdad)

LAURDAN fluorescence and phasor plots reveal the effects of a H2O2 bolus in NIH-3T3 fibroblast membranes dynamics and hydration

L Malacrida*, E Gratton*
Free Radical Biology and Medicine 128, 144-156. 2018
(* autor correspondiente)
PTEN deficiency and AMPK activation promote nutrient scavenging and anabolism in prostate cancer cells
Seong M Kim, Tricia T Nguyen, Archna Ravi, Peter Kubiniok, Brendan T Finicle, Vaishali Jayashankar, Leonel Malacrida, Jue Hou, Jane Robertson, Dong Gao, Jonathan Chernoff, Michelle A Digman, Eric O Potma, Bruce J Tromberg, Pierre Thibault, Aimee L Edinger
Cancer discovery 8 (7), 866-883. 2018
Comparison between iMSD and 2D-pCF analysis for molecular motion studies on in vivo cells: The case of the epidermal growth factor receptor
L Malacrida, E Rao, E Gratton
Methods 140, 74-84. 2018
Visualization of barriers and obstacles to molecular diffusion in live cells by spatial pair-cross-correlation in two dimensions
L Malacrida, PN Hedde, S Ranjit, F Cardarelli, E Gratton
Biomedical optics express 9 (1), 303-321. 2018
Alteration in fluidity of cell plasma membrane in Huntington disease revealed by spectral phasor analysis
S Sameni, L Malacrida, Z Tan, MA Digman
Scientific reports 8 (1), 734. 2018
Ver corrección:
Publisher Correction: Alteration in Fluidity of Cell Plasma Membrane in Huntington Disease Revealed by Spectral Phasor Analysis
S Sameni et al. Sci Rep 8 (1), 6060.  PMID 29643420.

2017

sideSPIM–selective plane illumination based on a conventional inverted microscope

PN Hedde, L Malacrida, S Ahrar, A Siryaporn, E Gratton
Biomedical optics express 8 (9), 3918-3937. 2017

 

Spectral phasor analysis reveals altered membrane order and function of root hair cells in Arabidopsis dry2/sqe1-5 drought hypersensitive mutant

F Sena, M Sotelo-Silveira, S Astrada, MA Botella, L Malacrida, O Borsani
Plant physiology and biochemistry 119, 224-231. 2017

 

A multidimensional phasor approach reveals LAURDAN photophysics in NIH-3T3 cell membranes

L Malacrida, DM Jameson, E Gratton
Scientific reports 7 (1), 9215. 2017

 

2016

Spectral phasor analysis of LAURDAN fluorescence in live A549 lung cells to study the hydration and time evolution of intracellular lamellar body-like structures

L Malacrida*, S Astrada, A Briva, M Bollati-Fogolín, E Gratton, LA Bagatolli*
Biochimica et Biophysica Acta (BBA)-Biomembranes 1858 (11), 2625-2635. 2016

(* autor correspondiente)

Measurements of absolute concentrations of NADH in cells using the phasor FLIM method

N Ma, MA Digman, L Malacrida, E Gratton
Biomedical optics express 7 (7), 2441-2452. 2016


2015 y anteriores

Model-free methods to study membrane environmental probes: a comparison of the spectral phasor and generalized polarization approaches

L Malacrida, E Gratton, DM Jameson
Methods and applications in fluorescence 3 (4), 047001. 2015

Ver corrección:

Erratum: Model-free methods to study membrane environmental probes: a comparison of the spectral phasor and generalized polarization approaches (2015 Methods Appl. Fluoresc. 3 …

L Malacrida, E Gratton, DM Jameson
Methods and Applications in Fluorescence 4 (1), 019601



Journals cover

Cover MRT 2018

On the cover: The cover image is based on the Research Article Differences between FLIM phasor analyses for data collected with the Becker and Hickl SPC830 card and with the FLIMbox card by Suman Ranjit et al., DOI: https://doi.org/10.1002/jemt.23061.











Patentes

 Selective plane illumination in the conventional inverted microscope geometry by side illumination

PN Hedde, L Malacrida
US Patent App. 16/483,659

Entrevistas y presentaciones públicas
Inauguracion UBA 2020Presentación de la Unidad Mixta de Bioimagenología Avanzada (UBA).  Lunes 14 de 2020, se inauguro en el Institut Pasteur de Momntevideo y con la presencia del Rector Prof. Rodrigo Arim (UdelaR), el Director Ejecutivo Dr. Carlos Batthyany (IPMON), la pro-Rectora de Investigación Prof. Dra. Cecilia Fernandez (UdelaR) y el Director Academico Dr. José Badano (IPMON) la UBA como una iniciativa mixta de la UdelaR y el IPMON, la cual será liderada por el Dr. Leonel Malacrida y participaran investigadores de ambas instituciones. Link Aqui.

AUGM Biofisica 2020
Presentación en el ciclo de seminario ¿Quién es Quién en Biofísica AUGM? del grupo Biofísica de AUGM: "Descifrando el camino de proteínas en la célula in vivo a partir de la función de correlación de pares 2D y los mapas de comectividad"

Link aquí

Seminario IPMON 2020
Presentacion en el ciclo de seminarios Institut Pasteur de Montevideo: "The DIVER microscope: a multiphoton instrument to deep dive within the scattering tissue." 

link aquí



Webinario Biofisica 2020
Presentacion en el ciclo de Webinarios de Biofísica en español Kognite: "Una nueva dimensión para la microscopía de fluorescencia hiperespectral y de tiempo de vida: el espacio de los gráficos de fasores". 

Link aquí

Seminario IQB 2020
Presentación en la celebración de los 30 años de la Licenciatura en Bioquímica y los 20 años del Instituto de Química Biológica, de la Facultad de Ciencias, Universidad de la República, Montevideo, Uruguay.

Link aquí



Entrevista el Dr. Leonel Malacrida SobreCiencia, Radio Uruguay 1050 AM. 2019

El primer microscopio de dos fotones del país, comenzará a funcionar este año.

Entrevista el Dr. Leonel Malacrida SobreCiencia, Radio Uruguay 1050 AM. 2018

El Clínicas tendrá el primer microscopio de dos fotones del país

Nota La Diaria

Entrevista en La Diaria (espacio Ciencia) "Udelar e Institut Pasteur inauguraron Unidad de Bioimagenología Avanzada".

Llamado a estudiantes de la UMAB

Se llama a interesad@s para unirse al equipo de trabajo del UMAB, los objetivos de investigación del grupo tiene un corte sustancial de transdisciplinariedad por lo cual se buscan candidatos con interés de trabajar en las fronteras de la Biología Celular/Molecular, Bioquímica, Biomedicina, Biofotónica y Bioingeniería.

 

Se contemplan la realización de tesis de grado, posgrado y/o estancias postdoctorales.

 

Los proyectos en curso son los siguientes:

 

 

1-Caracterización biofísica in vivo por herramientas de microscopia avanzada de fluorescencia de las separaciones de fase liquido-liquido y liquido-solida de FUS (Fused in Sarcoma, RNA binding protein) como responsable del desarrollo y progresión de la esclerosis lateral amiotrófica (ELA).

Se realizaran líneas neuronales con expresión estable de versiones fusionadas de FUS (así como mutaciones puntuales) a proteínas fluorescentes y se analizaran las características fisicoquímicas de las fases liquida-liquida y liquida-solida por sensores de relajación por entorno (actividad de agua con ACDAN) y viscosidad (rotor molecular TPAP). Además se estudiaran por microscopio bifotónica y de tiempo de vida la influencia del estado metabólico celular en la progresión de la segregación líquido-solido como mecanismo de la fisiopatología de la FUS.  

Proyecto “Una aproximación a las enfermedades neurodegenerativas mediante microscopía y espectroscopia de fluorescencia in vivo. Rol de la segregación de fases líquido-líquido en la fisio(pato)logía celular.”, financiado por FCE 2018-ANII.

 

2-Desarrollo de nuevos métodos de diagnostico y caracterización de la Lesión pulmonar aguda por microscopia de dos fotones y resuelta en el tiempo de vida (FLIM).

Se relaciona con el uso de la autofluorescencia (NADH/FAD+) como indicador del metabolismo tisular, generación de segundo y tercer armónico, imagen en tejido con dispersión, etc. En un modelo experimental de ratones C57BL/6 con lesión pulmonar aguda por instilación pulmonar de lipopolisacarido bacteriano. Se pretende incorporar herramientas de inteligencia artificial (machine learning) al análisis y procesamiento de imágenes de FLIM.

Proyecto “Microscopia no-lineal y por tiempo de vida en modelos experimentales de lesión pulmonar: Evaluación de su utilidad diagnostica a través de aprendizaje automático”, financiado por CSIC I+D 2018

 

3- Desarrollo y aplicación un nuevo dispositivo basado en fibras ópticas para la caracterización in vivo del metabolismo tisular por la autofluorescencia.

El proyecto comprende el armado, puesta a punto y aplicación de este nuevo dispositivo de imagen con resolución de tiempo de vida e hiperespectral utilizando arreglo de detectores con conteo de fotones y laser UV pulsado/modulado. El instrumento tiene como objetivo ser utilizado en in vivo como sondas intra-vital, así como en la definición de márgenes en cirugía oncologica.

Proyecto “Fluorescence Lifetime Assisted in vivo Detection of Skin Cancers with a Portable Point-of-Care Fiber Optical Device.”, financiación NIH P41-GM103540

 

4-Ensamblado y puesta a punto de un microscopio de dos fotones con detección de conteo de fotones y resolución de tiempo de vida.

El primer microscopio bifotónico del Uruguay será ensamblado a partir de la adquisición de sus componentes (laser, glavo-scanner, detectores, FLIMbox card), por lo cual será un proyecto con un claro corte ingenieril y con la posibilidad de cubrir todos los aspectos que hacen al funcionamiento de un microscopio. Sumado a esto se instalara un sistema de detección de conteo de fotones y una tarjeta FLIMbox (dominio de la frecuencia) para poder obtener información de tiempo de vida de los fluoroforos. 

Proyecto: “Microscopia de dos fotones resuelta en el tiempo de vida en el Hospital Universitario: un microscopio en el estado de arte para responder preguntas en biomedicina.”, financiado por CSIC Equipamiento pesado 2018.

 

Aquellos interesad@s en alguno de estos proyectos, enviar CV resumido (4 pag max) y carta intención (1 pag max) a:

Dr. Leonel Malacrida

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ENLACES RÁPIDOS

Sitios Udelar
Universidad de la República
Montevideo - Uruguay
 

Acceso