Un desequilibrio de especies moleculares inestables llamadas 'radicales libres' cambiará el color de las células, y un día una nueva técnica de imagen podría permitir a los científicos detectar y decodificar este color sin necesidad de tomar muestras del cuerpo, según un nuevo estudio realizado porInvestigadores de la UNSW Sydney han encontrado.
El documento fue publicado en línea ayer en biología redox .
"En nuestro estudio de cultivos celulares y tejidos en el laboratorio, encontramos que el color es como un termómetro para el estrés oxidativo", dice la profesora de ingeniería de la UNSW, Ewa Goldys, autora principal del estudio y directora adjunta del Centro de Excelencia ARC paraBiofotónica a nanoescala.
El estrés oxidativo es causado por un exceso de radicales libres, que pueden dañar las células, el ADN y las proteínas si no se controlan. La mala alimentación, el consumo de alcohol y la obesidad son algunos factores que pueden conducir a la producción excesiva de radicales libres.
Nuestro cuerpo tiene un sistema natural para equilibrar estos radicales libres con antioxidantes, pero demasiados radicales libres dificultarán que el cuerpo repare las células dañadas. El estrés oxidativo puede causar inflamación crónica y está relacionado con muchas enfermedades, como enfermedades cardíacas, diabetes y cáncer.
"El estrés oxidativo no es específico de la enfermedad, pero su restauración a niveles saludables es una excelente medida de qué tan bien está funcionando un enfoque terapéutico", dice el profesor Goldys.
A pesar del importante papel del estrés oxidativo para nuestra salud, a menudo se pasa por alto en el diagnóstico médico. Esto se debe en gran medida a que es difícil de medir en las células 'in vivo', dentro del cuerpo.
Los métodos actuales para evaluar el estrés oxidativo implican extraer células del cuerpo y probar su respuesta en un laboratorio. Si bien algunas células se pueden eliminar fácilmente, como la sangre, este método no es una opción para otras partes del cuerpo.
Para resolver este problema, la profesora Goldys y su equipo adaptaron un microscopio fluorescente estándar, un microscopio que detecta las emisiones fluorescentes naturales de las células, para probar si el color de las células y los tejidos se ve afectado por el estrés oxidativo. También desarrollaron un UV-freeversión de esta tecnología para casos en que los rayos UV son demasiado peligrosos para usar, como en oftalmología y salud reproductiva.
La cámara microscópica funciona emitiendo ráfagas de luz LED de bajo nivel en varias longitudes de onda sobre las células y los tejidos. La luz es absorbida por las moléculas fluorescentes, que luego emiten su propia luz en respuesta.
Esta luz fluorescente permite a los investigadores capturar mapas detallados de células y tejidos a través de una serie de fotografías. Luego, el microscopio decodifica el significado de los colores a nivel molecular.
"El microscopio tiene un dispositivo que captura con precisión los colores en las celdas", explica el profesor Goldys.
"Luego usamos un enfoque de big data para 'mezclar' digitalmente el color en sus componentes moleculares: rojo, verde y azul, por ejemplo"
El equipo desarrolló una forma de cuantificar cada componente de color asignándole un valor. Una vez que estos valores se cuentan, los científicos pueden medir los niveles de oxidación sin necesidad de extracción celular y procedimientos analíticos.
"Una vez que tenga números, puede probar todo tipo de cosas", dice la profesora Goldys, que recibió un prestigioso Premio Eureka en 2016 por su descubrimiento de que los colores de las células y los tejidos pueden ser indicadores sutiles de salud y enfermedad.
Si bien su microscopio adaptado aún no está en el mercado, el profesor Goldys está emprendiendo pasos para comenzar el ensayo clínico dentro de dos años. Primero, realizará un estudio en animales, luego buscará la aprobación de TGA para el microscopio adaptado que se utilizará enestudios en humanos, antes de comenzar un ensayo en humanos en una enfermedad seleccionada.
Si estos pasos son exitosos, el microscopio adaptado podría convertirse en una herramienta común utilizada en prácticas médicas e investigación científica.
Mientras tanto, la profesora Goldys está entusiasmada con su próximo proyecto, que se centrará en cómo esta tecnología puede ayudar a controlar las enfermedades oculares, en particular el glaucoma.
Junto con los investigadores, incluida la Dra. Nicole Carnt de la UNSW Scientia Fellow, el equipo está desarrollando una cámara a medida que fotografiará la parte posterior del ojo a través de la pupila. Esta cámara ayudará a los oftalmólogos a medir el estrés oxidativo de las células y tejidos en la retina.
"Los resultados podrían cambiar la forma en que controlamos y tratamos las enfermedades oculares", dice el profesor Goldys.
"La detección temprana podría ayudar al personal médico y a los pacientes a retrasar la progresión de la enfermedad"
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Materiales proporcionado por Universidad de Nueva Gales del Sur . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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