La
capacidad de ver a través de los órganos e incluso del cuerpo entero para
visualizar las conexiones células ha sido desde hace mucho tiempo un sueño para
los científicos. Ahora un estudio publicado en «Cell» parece haber hecho
realidad ese sueño, revelando métodos simples para hacer órganos, organismos y
biopsias de tejidos humanos opacos en transparentes, mientras se mantienen las estructuras
celulares y conexiones intactas. Los protocolos podrían allanar el camino para
una mejor comprensión de las interacciones cerebro-cuerpo, llevar a cabo diagnósticos
clínicos más precisos y un seguimiento de la enfermedad más eficiente, además de
producir una nueva generación de terapias para patologías que van desde el
autismo al dolor crónico.
«A
pesar de que esta es una idea que tiene más de siglo, hasta donde sabemos, este
es el primer estudio que lograr realizar una ‘limpieza’ de todo el organismo,
en lugar de necesitar la extracción de los órganos y su posterior análisis
fuera del cuerpo», señala Viviana Gradinaru, del Instituto de Tecnología de
California (EE.UU.). «Nuestra metodología tiene el potencial de acelerar
cualquier esfuerzo científico que se beneficiaría de la cartografía de todo el
organismo, incluyendo el estudio de cómo los nervios periféricos y los órganos
pueden afectar profundamente la cognición y el procesamiento mental».
Disponer
de mapas tridimensionales de los órganos y organismos intactos es crucial para
la comprensión de las complejas interacciones celulares que juegan un papel
importante en gran una variedad de procesos biológicos. Pero hasta ahora, los métodos
para la fabricación de órganos o cuerpos enteros transparentes, y por lo tanto
susceptibles de formación de imágenes y la generación de mapas en 3D, se habían
limitado al cerebro o embriones. Ahora Gradinaru y su equipo habían
desarrollado previamente una técnica de equilibrio del cerebro llamada Clarity,
que implica la incorporación del tejido en hidrogeles para preservar su
estructura 3D y sus importantes características moleculares, para posteriormente
usar usando detergentes con el fin de extraer los lípidos que componen el
tejido opaco.
La
nueva técnica, denominada Clarity, permite observar con gran detalle la
conectividad entre las células. Hasta ahora para obtener imágenes de alta
resolución de los tejidos biológicos era necesario hacer secciones muy finas,
lo que conlleva perder información sobre la conexión espacial entre sus
estructuras, un dato fundamental cuando por ejemplo lo que se estudia es el
cerebro. Para paliar este problema esas seccione se reconstruyen después
tridimensionalmente, un proceso largo y complicado que tiene la limitación de
que ha de hacerse con pequeños volúmenes de cerebro.
La
técnica se había empleado para visualizar el cerebro, pero en este trabajo los
investigadores la han empleado para poder ver órganos y cuerpos enteros. En
primer lugar, identificaron el hidrogel óptimo que permite a los detergentes
eliminar rápidamente los lípidos del tejido usando la técnica Clarity. Para
acelerar notablemente el proceso de compensación, sin causar daño a los
tejidos, introdujeron un procedimiento innovador llamado liberación del agente
de perfusión asistida in situ (PARS), que consiste en la entrega directa del
hidrogel para despejar los reactivos en el torrente sanguíneo de los roedores
intactos. Los reactivos se difunden a través de los tejidos y órganos
completamente ‘aclarados’, como el riñón, el corazón, el pulmón y el intestino
a los 2 a 3 días, mientras en el cerebro y el cuerpo tardan 2 semanas.
Gradinaru
dice que estos nuevos métodos permiten el análisis de las conexiones entre las
células intactas, así como las estructuras y las moléculas dentro de las células
individuales utilizando técnicas de biología genéticas y moleculares estándar,
lo que facilitará la investigación médica.
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