Caracterización de parámetros de motilidad de espermatozoides humanos con cámara rápida y tracking automático

BETTERA MARCAT M.A.; CUBILLA, MARISA A.; G.L. MIÑO; H. A. GUIDOBALDI; BANCHIO, ADOLFO J.; V.I. MARCONI

Congreso; 105 Reunión AFA; 2020

Caracterizaci ́on de par ́ametros de motilidad de espermatozoides humanos con c ́amara r ́apida y tracking autom ́atico1 112,34,52,3? Mat ́ıas A. Bettera Marcat,J. Banchio, Ver ́onica I. MarconiGast ́on L. Min ̃o,Hector A. Guidobaldi,AdolfoMarisa A. Cubilla,1Facultad de Matema ́tica, Astronom ́ıa, F ́ısica y Computaci ́on, Universidad Nacional de Co ́rdoba, Instituto de F ́ısica Enrique Gaviola CONICET-UNC2Instituto de Investigaciones Biolo ́gicas y Tecnolo ́gicas?CONICET?Universidad Nacional de Co ́rdoba3Centro de Biolog ́ıa Celular y Molecular, CONICET, Co ́rdoba4Instituto de Investigacio ́n y Desarrollo en Bioingenier ́ıa y Bioinform ́atica (IBB - CONICET - UNER), 3100 Oro Verde, Argentina5Laboratorio de Microscop ́ıa Aplicada a Estudios Moleculares y Celulares (LAMAE), Facultad de Ingenier ́ıa Univer- sidad Nacional de Entre R ́ıos (FIUNER)Gracias a los avances de la micro-fabricaci ́on y lab-on-a-chips (LOCs), recientemente se han desarrollado mu ́ltiples dispositivos con el objetivo de controlar poblaciones de c ́elulas y micronadadores (bacterias, espermatozoides, micro-robots). El estudio del comportamiento de espermatozoides humanos en condi- ciones de microconfinamiento apunta a contribuir al desarrollo de microdispositivos u ́tiles tanto en estudios b ́asicos, como en aplicaciones para medicina reproductiva. Hemos demostrado que es posible rectificar y concentrar poblaciones esperm ́aticas controlando la geometr ́ıa de los microdispositivos [1], as ́ı como obtener una poblaci ́on distribu ́ıda uniformemente para estudios de fertilidad, micro-estructurando las paredes [2]. Recientemente un modelado m ́as preciso y realista de la din ́amica de espermatozoides microconfinados nos ha permitido investigar propiedades de su poblaci ́on y predecir mejor su compor- tamiento [3]. Para simular grandes cantidades de espermatozoides es necesaria una buena caracterizaci ́on estad ́ıstica de su movilidad y de sus par ́ametros relevantes, de forma que pueda construirse un modelo simple capaz de reproducir correctamente la din ́amica de su poblaci ́on. En este trabajo presentamos un estudio de la din ́amica microsc ́opica de espermatozoides humanos. Analizamos videos de microscop ́ıa de contraste de fase grabados a 100 fps y con un campo visual de 1mm × 1mm. Esta resoluci ́on nos permite observar con gran detalle su din ́amica al nivel de la micra y seguirlos por per ́ıodos prolongados, incluso llegar al minuto de observaci ́on en foco. Obtuvimos un gran nu ́mero de trayectorias de larga du- raci ́on gracias a un novedoso software de tracking autom ́atico [4]. Presentamos una caracterizaci ́on de los par ́ametros VAP (Average Path Velocity, velocidad progresiva), VCL (CurviLinear Velocity, velocidad inst ́antanea), ALH (Lateral Heading Amplitude), BCF (Beat Cross Frequency) y dimensi ́on fractal, con una estad ́ıstica de miles de c ́elulas. Esta resoluci ́on temporal y la cantidad de trayectorias estudiadas representa un avance importante en la caracterizaci ́on de los par ́ametros t ́ıpicos de movilidad habitual- mente reportados.[1] A. Guidobaldi, Y. Jeyaram, I. Berdakin, V.V. Moshchalkov, C.A. Condat, V.I. Marconi, L. Giojalas, and A.V. Silhanek, Phys. Rev. E 89, 032720 (2014).[2] H.A. Guidobaldi, Y. Jeyaram, C.A. Condat, M. Oviedo, I. Berdakin, V.V. Moshchalkov, L.C. Giojalas, A.V. Silhanek, and V.I. Marconi, Biomicrofluidics 9, 024122 (2015).[3] M.A. Bettera Marcat, M.N. Gallea, G.L. Min ̃o, M.A.Cubilla, A.J. Banchio, L.C. Giojalas, V.I. Marconi, and H.A. Guidobaldi, Biomicrofluidics 14, 024108 (2020).[4] J.A. S ́anchez, P.A. Pury, and V.I. Marconi, Mec ́anica Computacional XXXIV, 51, 3443-3450 (2016).