El interior de las células vivas se puede ver en su estado natural con mayor detalle que nunca antes utilizando una nueva técnica desarrollada por investigadores en Japón. Este avance debería ayudar a revelar las interacciones biológicas complejas y frágiles de los misterios médicos, como el desarrollo de las células madreo cómo entregar medicamentos de manera más efectiva.
"Nuestro sistema se basa en un concepto simple, que es una de sus ventajas", dijo el profesor asociado Takuro Ideguchi del Instituto de Investigación de la Universidad de Tokio para Ciencia y Tecnología de Fotones. Los resultados del equipo de Ideguchi se publicaron recientemente en óptica , el diario de investigación de la Sociedad Óptica.
El nuevo método también tiene las ventajas de no necesitar matar las células, dañarlas con luz intensa o adherir artificialmente etiquetas fluorescentes a moléculas específicas.
La técnica combina dos herramientas de microscopía preexistentes y las usa simultáneamente. La combinación de estas herramientas puede considerarse simplemente como un libro para colorear.
"Recolectamos el contorno blanco y negro de la célula y virtualmente coloreamos los detalles sobre dónde se encuentran los diferentes tipos de moléculas", dijo Ideguchi.
La microscopía de fase cuantitativa reúne información sobre el contorno blanco y negro de la célula usando pulsos de luz y midiendo el cambio en las ondas de luz después de que pasan a través de una muestra. Esta información se utiliza para reconstruir una imagen 3D de las estructuras principalesdentro de la celda.
La imagen vibratoria molecular proporciona el color virtual utilizando pulsos de luz infrarroja media para agregar energía a tipos específicos de moléculas. Esa energía adicional hace que las moléculas vibren, lo que calienta su entorno local. Los investigadores pueden elegir aumentar la temperatura de tipos específicos deenlaces químicos mediante el uso de diferentes longitudes de onda de luz infrarroja media.
Los investigadores toman una imagen de microscopía de fase cuantitativa de la célula con la luz infrarroja media apagada y una imagen encendida. La diferencia entre esas dos imágenes revela el esquema de las estructuras principales dentro de la célula y las ubicaciones exactas del tipode molécula que fue blanco de la luz infrarroja.
Los investigadores se refieren a su nuevo método de imagen combinado como imagen de fase cuantitativa bioquímica con efecto fototérmico de infrarrojo medio.
"Nos impresionó la primera vez que observamos la característica de firma molecular vibracional de las proteínas, y nos emocionamos aún más cuando esta señal específica de proteína apareció en el mismo lugar que el nucleolo, una estructura intracelular donde se esperarían altas cantidades de proteínas,"dijo Ideguchi.
El equipo de Ideguchi espera que su técnica permita a los investigadores determinar la distribución de los tipos fundamentales de moléculas dentro de las células individuales. El esquema de microscopía de fase cuantitativa de las estructuras principales podría colorearse virtualmente usando diferentes longitudes de onda de luz para atacar específicamente proteínas, lípidos grasaso ácidos nucleicos ADN, ARN.
Actualmente, capturar una imagen completa puede tomar 50 segundos o más. Los investigadores confían en que pueden acelerar el proceso con simples mejoras en sus herramientas, incluida una fuente de luz de mayor potencia y una cámara más sensible.
Los colaboradores de la Universidad de Osaka, otros departamentos de la Universidad de Tokio y la Agencia de Ciencia y Tecnología de Japón también contribuyeron a esta investigación.
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Materiales proporcionado por Universidad de Tokio . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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