Imagina observar una ciudad desde el interior de un autobús
Muy bien, aquí hay algo que te volará la cabeza si te gusta la ciencia.
Durante décadas, los científicos han utilizado potentes microscopios para hacer zoom en las células: esas diminutas máquinas biológicas que componen todo lo vivo. Pero aquí está el problema: para ver algo con claridad, los investigadores tenían que teñir las células con tintes fluorescentes. Es como ponerse gafas de sol para ver mejor. Excepto que las gafas de sol podrían cambiar el comportamiento de la célula y solo te permiten observar unas pocas cosas a la vez.
Ahora, unos investigadores de la Universidad de Stanford han construido algo nuevo. Un microscopio que observa células vivas haciendo lo suyo sin necesidad de esas etiquetas fluorescentes en absoluto. Y, sinceramente, esto parece algo mucho más importante de lo que se le está dando crédito.
Qué puede hacer el nuevo microscopio
El sistema se llama Microscopía de Escaneo de Imágenes Interferométricas, que es un nombre muy largo, así que llamémoslo simplemente iISM. ¿Qué lo hace especial?
Puede observar múltiples estructuras dentro de una célula viva moviéndose, cambiando e interactuando al mismo tiempo, con una resolución de unos 120 nanómetros. Para contextualizar, un nanómetro es la milmillonésima parte de un metro. Estamos hablando de algo increíblemente pequeño.
Pero la verdadera magia no es solo la resolución. Es que los científicos pueden observar estos componentes celulares durante períodos prolongados sin "freír" la célula con demasiada luz ni cambiar accidentalmente su comportamiento. Una menor exposición a la luz significa menos fotodaño. Menos fotodaño significa células más felices y naturales. Más células naturales significan mejor ciencia.
Por qué las etiquetas fluorescentes han sido un dolor de cabeza
Permíteme explicar por qué esto es tan importante, porque creo que los detalles técnicos pueden ocultar lo genuinamente frustrante que era el enfoque anterior para los investigadores.
La microscopía de fluorescencia tradicional funciona mediante la unión de moléculas brillantes a estructuras específicas dentro de las células. Esas moléculas emiten luz cuando se excitan, haciendo que las estructuras objetivo sean visibles. Suena genial, ¿verdad?
Excepto que:
- Solo puedes etiquetar unas pocas estructuras a la vez.
- Las etiquetas pueden desvanecerse mediante algo llamado fotodecoloración (photobleaching).
- Añadir etiquetas puede, de hecho, cambiar cómo se comportan las estructuras (ups).
- Y solo estás viendo cosas etiquetadas, perdiendo el contexto celular más amplio.
El enfoque del equipo de Stanford evita todo eso. Piénsalo como pasar de una linterna que solo te muestra ciertos objetos a una luz general que te permite ver todo en una habitación. No estás reemplazando lo que hace la fluorescencia, la estás complementando con algo que antes no podía hacer.
¿Cómo funciona realmente? (No hace falta un título de ingeniería)
Aquí es donde se pone interesante. El microscopio utiliza un fenómeno que experimentas todos los días: la dispersión de la luz.
¿Sabes por qué el cielo es azul? A medida que la luz solar atraviesa la atmósfera terrestre, las moléculas diminutas dispersan más las longitudes de onda azules (más cortas) que las longitudes de onda rojas (más largas). Por eso el cielo se ve azul mientras que el atardecer parece rojizo: la luz del sol se está dispersando a tu alrededor.
La microscopía de dispersión interferométrica hace lo mismo a una escala minúscula. Un láser brilla dentro de una célula y las diminutas estructuras internas dispersan parte de esa luz. La señal dispersada es superdébil, por lo que utilizan un segundo haz láser para amplificarla; esa es la parte "interferométrica".
¿El resultado? Imágenes claras de la maquinaria celular haciendo su trabajo sin que nadie haya inyectado nada ni añadido etiquetas.
¿Qué significa esto para la ciencia?
Según los investigadores —incluido W.E. Moerner, que ganó el Premio Nobel de Química en 2014 por la microscopía de fluorescencia de superresolución— esto podría ayudarnos a:
- Estudiar cómo responden las células cancerosas a posibles fármacos.
- Observar cómo interactúan los organismos que causan enfermedades con las células.
- Observar células vegetales comunicándose con microorganismos.
- Comprender mejor procesos que antes eran demasiado difíciles de estudiar.
La frase clave es "complementario". La iISM no pretende reemplazar la microscopía de fluorescencia; pretende trabajar junto a ella. Como dijo la autora principal Michelle Kueppers: "Si utilizamos las fortalezas de la fluorescencia para la especificidad molecular y la fuerza de la iISM para el contexto y la dinámica sin etiquetas, realmente podemos empezar a abordar preguntas que antes eran difíciles de tratar".
Para mí, eso suena como el mejor resultado posible. No una tecnología ganándole a otra, sino científicos teniendo más herramientas en su arsenal para entender cómo funciona la vida realmente a su nivel más fundamental.
Observando el despliegue de la vida
Hay algo casi meditativo en la idea de observar una célula viva durante horas, viendo cómo sus estructuras se desplazan e interactúan sin ninguna interrupción artificial. Estamos, literalmente, viendo la biología ocurrir casi en tiempo real, sin filtros.
Eso parece significativo. Cada vez que desarrollamos una nueva forma de observar el mundo natural con más claridad, descubrimos cosas que nunca esperábamos. Este microscopio probablemente no será la excepción.
Fuente: ScienceDaily