La observación de las estructuras celulares desempeña un papel clave en la investigación científica, especialmente para comprender los procesos biológicos fundamentales. Sin embargo, los microscopios convencionales, aunque eficaces para muchas aplicaciones, se ven limitados por una resolución que no permite visualizar las estructuras más pequeñas dentro de las células.
Este límite, ubicado alrededor de 200 nanómetros, restringe nuestra comprensión de ciertos aspectos esenciales, como las interacciones dentro de la célula o entre células, que a menudo son invisibles con las técnicas actuales.
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Los investigadores enfrentan desafíos significativos al intentar observar estructuras tan pequeñas como los tubos que forman el citoesqueleto de las células, con un diámetro de solo siete nanómetros. De igual manera, la hendidura sináptica que separa dos células nerviosas o una célula nerviosa de una célula muscular mide entre 10 y 50 nanómetros. Estas dimensiones están muy por debajo de lo que los microscopios tradicionales pueden capturar, haciendo que estas áreas críticas sean prácticamente invisibles para los científicos. La falta de detalles precisos a esta escala limita la comprensión de los mecanismos celulares.
Ante estos obstáculos, investigadores de las universidades de Göttingen y Oxford, en colaboración con el Centro Médico Universitario de Göttingen (UMG), han desarrollado un microscopio de fluorescencia innovador. Este microscopio se basa en la técnica de "microscopía de localización de moléculas individuales", que permite visualizar estructuras con una precisión sin precedentes. Este método consiste en activar y desactivar moléculas fluorescentes en una muestra para determinar su posición exacta. Gracias a este enfoque, es posible modelar toda la estructura de la muestra basándose en la localización precisa de cada molécula fluorescente.
El equipo dirigido por el profesor Jörg Enderlein en la Facultad de Física de la Universidad de Göttingen ha introducido mejoras significativas a esta técnica. Al integrar un detector ultra sensible y utilizar un análisis de datos especializado, lograron duplicar la resolución, llevándola de 10-20 nanómetros a 5 nanómetros. Este avance permite revelar detalles antes invisibles, especialmente en las zonas de conexión entre dos células nerviosas, donde la organización de las proteínas ahora puede ser observada con una precisión extrema.
Además de su rendimiento, esta tecnología se destaca por su facilidad de uso y su costo relativamente bajo. Los investigadores destacan que este nuevo enfoque podría ser ampliamente adoptado en el campo de la investigación, gracias especialmente al desarrollo de un software de código abierto para el procesamiento de datos. Este software, disponible para todos, permitiría a otros científicos beneficiarse de esta tecnología avanzada sin mayores obstáculos financieros o técnicos.
El desarrollo de este microscopio de alta resolución representa un avance importante para la microscopía y la investigación en biología celular. Al hacer visible lo invisible, abre el camino a nuevos descubrimientos sobre el funcionamiento interno de las células y sobre las interacciones a escala nanométrica, que antes estaban fuera de alcance. Esta tecnología podría transformar nuestra comprensión de los procesos biológicos y ofrecer nuevas perspectivas en el ámbito de la investigación médica.
Autor del artículo: Cédric DEPOND
Fuente: Nature Photonics