Tus células como nunca las has visto

Tomado de: The New York Times
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Microscopía del ADN CreditVideo por Joshua Weinstein/Broad Institute

Asomarse al interior de una célula ha sido una de las partes integrales de la biología desde el siglo XVII, cuando las células fueron descubiertas bajo un microscopio. Sin embargo, a pesar de los avances en la microscopía de luz y de electrones, los científicos que quieren investigar dónde se ubican ciertas moléculas dentro de una célula —y, con ello, cómo las células neuronales, inmunitarias o tumorales son distintas entre sí— solamente pueden ver hasta cierto punto.

Ahora, los científicos han encontrado una nueva manera de captar qué está sucediendo dentro de una célula. El enfoque, la microscopía del ADN (ácido desoxirribonucleico), usa reacciones químicas sencillas para poder hacer una suerte de mapa del interior de la célula, con el cual los contenidos queden destacados para indicar exactamente dónde se encuentra cada una.

La técnica, descrita en una publicación reciente en la revista Cell, también revela una abundancia de información genética que no es accesible con herramientas microscópicas tradicionales: cuáles genes de receptores del sistema inmunitario están inactivos o activos, por ejemplo, o si las células están saludables o tienen mutaciones con el potencial de causar enfermedades.

“La microscopía del ADN captura información genética y espacial de manera simultánea”, dijo Joshua Weinstein, investigador posdoctoral en el Instituto Broad del Instituto Tecnológico de Massachussetts (MIT) y autor principal del reporte en Cell. “Es lo especialmente hermoso de esto”.

Un científico empieza a pipetear reactivos químicos fácilmente disponibles en una muestra. Con eso pequeñas marcas sintéticas del ADN se adhieren a las biomoléculas dentro de las células y una reacción subsecuente hace que cada marca genere copias, que se extienden como señales radiales desde una torre de telecomunicaciones.

Las empresas de telefonía celular determinan la ubicación de los usuarios con una triangulación: identifican en qué punto hay una intersección de tres o más torres. La microscopía del ADN funciona de manera similar: mapea la ubicación de cada molécula al identificar dónde se enciman las fronteras de varias etiquetas.

Al final todo el ADN se colecciona, se secuencia y se pasa por un programa de computación que reconstruye las ubicaciones de las moléculas originales.

“Es una manera completamente nueva de visualizar la biología”, dijo Weinstein. Ya que la tecnología usa las moléculas marcadas en las células para ver cómo encaja todo naturalmente en cada muestra, los científicos pueden “ver el mundo por medio de los ojos de una célula”.

Con la microscopía del ADN, los científicos pueden hacer mapas de cualquier grupo de moléculas que interactúan con las marcas sintéticas: genomas celulares, de ácido ribonucleico (ARN) y proteínicas.

“La primera vez que vi una imagen de microscopía del ADN me quedé boquiabierto”, dijo Aviv Regev, biólogo en el Instituto Broad y en el Instituto Médico Howard Hughes.

La microscopía del ADN recreó fielmente dónde se ubica, con marcas rojas y verdes, el ARN mensajero (con el cual se traducen las instrucciones del genoma) en una muestra de células humanas con cáncer de mama. Regev dijo que la microscopía también mostró que las secuencias de algunas de las moléculas de ARN tenían variaciones ligeras entre sí, algo que otras técnicas no pueden mostrar.

Los avances más recientes en la microscopía han permitido a los científicos revisar detalles en la resolución espacial de minutos de las células al irradiarlas con electrones o aumentar las células como globos. La ventaja de la microscopía del ADN es que combina los detalles espaciales con el creciente interés de los científicos en secuencias genómicas precisas, y una aumentada capacidad de medirlas: como si la vista de calle de Google Maps tuviera los nombres de las restaurantes y las reseñas ya visibles cuando te muestran la manzana de alguna ciudad.

Debido a que la técnica usa reacciones químicas rápidas para coleccionar e integrar la información, en vez de la luz o los electrones, puede procesar muestras en grandes cantidades. También es posible hacerlo con equipo menos especializado y costoso; lo único que se necesita son químicos estándar y un secuenciador de ADN.

Puede que llamarlo microscopía no sea lo más representativo. “Los investigadores no usaron ningún tipo de microscopio”, dijo Ulrike Beohm, experto en cuestiones de escaneo del Instituto Médico Howard Hughes en el campus de investigación Janelia, en Virginia. (Boehm no estuvo involucrado en el análisis). “Lo que los investigadores hicieron fue más como un mapeo de ADN”.

Aun así, Boehm concluyó: “Esta tecnología es muy poderosa”.

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