Biología

Logran obtener imágenes tridimensionales de una célula viva


(NC&T) La técnica podría ser empleada para producir las imágenes más detalladas hasta la fecha de lo que ocurre en el interior de una célula viva, sin la ayuda de marcadores fluorescentes ni de otros agentes de contraste añadidos externamente.

Lograr esto ha sido el objetivo desde hace años del Laboratorio George R. Harrison de Espectroscopía. Por primera vez, las actividades funcionales de las células vivas pueden ser estudiadas en su estado nativo.

Empleando la nueva técnica, los investigadores han captado imágenes tridimensionales de células cancerosas, en las que se distinguen estructuras intracelulares. También han obtenido imágenes del C. elegans, un diminuto gusano, así como de otros muchos tipos de células diferentes.

Los investigadores basaron su técnica en el mismo concepto empleado para crear las imágenes 3D del cuerpo humano en la tomografía computerizada, las que permiten a los médicos diagnosticar y tratar enfermedades. Las imágenes por tomografía computerizada son generadas combinando una secuencia de imágenes bidimensionales de rayos X tomadas a medida que la fuente de rayos X rota alrededor del cuerpo en estudio.

Imágenes tridimensionales célula viva
Los investigadores del trabajo. (Foto: Donna Coveney)
Las células no absorben mucha luz visible, así que los investigadores obtuvieron las imágenes gracias a aprovecharse de las ventajas de una propiedad conocida como índice de refracción. Cada material tiene un índice de refracción bien definido, lo que constituye una medida de cuánto se reduce la velocidad de la luz cuando atraviesa el material dado. Cuanto mayor es el índice, menor es la velocidad de la luz.

Los investigadores hicieron sus mediciones empleando una técnica conocida como interferometría, en la cual la onda de luz que atraviesa una célula es comparada con una onda de referencia (con la misma longitud de onda) que no atraviesa al objeto. Se obtiene así una imagen bidimensional conteniendo la información acerca del índice de refracción de la sección específica de la célula a través de la cual pasó la onda de luz.

Para crear cada imagen tridimensional, los investigadores combinaron 100 imágenes bidimensionales tomadas desde ángulos diferentes. Las imágenes resultantes son, en esencia, mapas 3D del índice de refracción de los organelos de las células. El proceso completo estándar con esta técnica consume unos 10 segundos, pero recientemente los investigadores han logrado reducir este tiempo a tan sólo una décima de segundo.

Una ventaja clave de esta nueva técnica es que puede ser empleada para estudiar células vivas sin tener que someterlas a ninguna preparación. En todas las demás técnicas 3D, en líneas generales las muestras tienen que ser fijadas químicamente, o congeladas, teñidas con colorantes, o procesadas de alguna manera, para poder revelar información estructural detallada. Cuando se fijan las células, no se pueden observar sus movimientos, y al añadir agentes contrastantes externos, no se sabe cómo o cuánto van a interferir con el funcionamiento celular normal.

La resolución actual de esta nueva técnica es de cerca de 500 nanómetros, pero el equipo está trabajando para mejorarla. Creen que pueden alcanzar los 150 nanómetros, y quizás sean posibles resoluciones aún mayores. Ellos esperan que esta nueva técnica sirva como complemento de la microscopía electrónica, la cual tiene una resolución de aproximadamente 10 nanómetros.


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