Una nueva técnica de microscopía de fluorescencia permite a los científicos acercarse a una distancia sin precedentes. Al refrescar etiquetas luminosas en el objeto bajo el microscopio, se dispone de más luz y los científicos pueden observar el mismo punto durante más tiempo y con mayor precisión.
Una nueva técnica de microscopía de fluorescencia puede distinguir dos puntos que solo están separados por 0,85 nanómetros. Esta distancia es 100 000 veces menor que el grosor de un cabello humano. Con esa resolución, los científicos pueden obtener imágenes de la distancia entre pares de bases de ADN. Los métodos anteriores no superaban una resolución de 10 nanómetros.
La técnica se ha bautizado como Resolution Enhancement by Sequential Imaging (RESI) y no requiere nuevos equipos. Con RESI, los científicos pueden, entre otras cosas, obtener imágenes de cómo se comporta y deforma una molécula de fármaco en una célula. De este modo, la RESI podría aportar importantes conocimientos sobre el funcionamiento de sistemas biológicos complejos a nivel molecular.
Etiquetas agotadas
La microscopía de fluorescencia es un tipo de microscopía que funciona mediante diminutas etiquetas luminiscentes. Estas etiquetas se adhieren a una parte específica de, por ejemplo, una célula, como una proteína concreta o un par de bases de ADN. Esas etiquetas se iluminan cuando las irradia la lámpara del microscopio, igual que una lámpara UV ilumina la ropa blanca.
Una vez que la etiqueta a fluorescido durante cierto tiempo, se agota. Cuando se amplía mucho la imagen, las etiquetas se agotan antes de haber emitido suficiente luz para obtener una imagen nítida. Es como hacer una foto del cielo estrellado con una velocidad de obturación demasiado corta.
Sustitución de etiquetas: hacer zoom
Científicos del Instituto Max Planck de Bioquímica y de la Universidad Ludwig-Maximilian de Múnich están cambiando esta situación. Su técnica RESI permite sustituir las etiquetas fluorescentes agotadas. Esto permite a los científicos superponer capturas de imagen de las etiquetas fluorescentes renovadas constantemente (imagen secuencial) para distinguir dos puntos muy cercanos.
Con la técnica RESI, los científicos pueden, en teoría, adherir nuevas etiquetas a lo que estén observando un número infinito de veces. Esta montaña de luz fluorescente crea una imagen superdetallada, con una resolución de 0,85 nanómetros.
Aunque se pueden cambiar las etiquetas infinitas veces, esto no permite hacer Zoom infinitamente. Esto se debe a que la propia etiqueta fluorescente tiene un tamaño determinado. Si las etiquetas de dos puntos que quieres distinguir son más grandes que la distancia entre ellos, nunca podrás estimar esa distancia. Imagina que alguien pega dos globos inflados a dos dedos de la misma mano. Desde lejos, nunca podrás saber por esos globos si están en el dedo índice, en el anular o en el corazón. Los globos son demasiado grandes para eso.
La nitidez del microscopio ya no está limitada por la cantidad de luz, sino solo por el tamaño de las etiquetas. Por eso, en esta técnica, los científicos utilizan etiquetas fluorescentes excepcionalmente pequeñas.
Investigación médica
Con la técnica RESI, un microscopio de fluorescencia nunca puede acercarse tanto como un microscopio electrónico. Un microscopio de este tipo alcanza una resolución de unos 0,1 nanómetros, espacialmente ocho veces más nítida de lo que es posible con RESI. Pero la ventaja de un microscopio de fluorescencia es que se trabaja con etiquetas. Gracias a esas etiquetas, se sabe exactamente lo que se está viendo: la molécula a la que se adhiere una etiqueta determinada.
La técnica es, por tanto, una buena noticia para la investigación de la acción de los fármacos, por ejemplo. Para demostrarlo, los investigadores describen la acción precisa de un fármaco de uso común (rituximab). En concreto, los investigadores analizaron cómo se une el fármaco al receptor de membrana al que debe llegar. Saber cómo funciona ese proceso permite a los investigadores comprender mejor y quizá manipular la acción del fármaco.
Esta técnica es una forma muy inteligente de amplificar la señal de una etiqueta fluorescente. “Nunca había visto este tipo de resolución”, afirma el microscopista Joost Willemse, de la Universidad de Leiden. “No creo que exista ninguna otra técnica que permita acercarse tanto a las etiquetas fluorescentes”.
Sin embargo, subraya que la técnica no es adecuada para muchos tipos de investigación, porque las etiquetas tienen que ser muy pequeñas. “Probablemente, los físicos puedan utilizarla para los detalles más pequeños, por ejemplo, para estudiar cómo actúan los fármacos en una célula a nivel molecular”.