Qué permite ver el nuevo “súper” microscopio que incorporó la UNC

La Universidad Nacional de Córdoba ya cuenta con un aparato que le permite analizar material biológico con una “súper resolución” óptica.

Se utiliza para una técnica llamada microscopía de depleción de la emisión por estimulación (STED), gracias a la cual se puede ver en detalle estructuras internas de una bacteria como la Escherichia coli.

Debido a la sofisticada manera en que operan sus láseres, esta tecnología científica de alta complejidad enfoca las muestras que poseen una molécula fluorescente que restringen el área que se desea observar y alcanzan una resolución de hasta seis veces mayor que la microscopía convencional confocal, alcanzando a visibilizar con detalles partículas de hasta 80 nanometros de diámetro.

Para tomar dimensión de lo que esto significa, hay que pensar que un cabello humano tiene un espesor de aproximadamente 60.000 nanometros (nm).

El aparato que permite este alcance visual requirió una inversión cercana a los 250 mil euros, y se instaló en septiembre de 2023 en el Centro de Micro y Nanoscopía de Córdoba (Ceminco), que depende de tres centros de la UNC y el Conicet: el Centro de Investigaciones en Química Biológica de Córdoba (Ciquibic);  el Instituto Mercedes y Martín Ferreyra (IMMF-Conicet) y el Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología (Cibici-Conicet).

El mundo nano

“Este salto en la calidad óptica nos permite observar estructuras a nivel subcelular con un detalle sin precedentes, revelando aspectos de la biología que antes estaban ocultos a nuestra vista”, explicó a UNCiencia Carlos Mas, miembro del Ceminco, desde donde se opera este instrumental de última generación.

“Para las investigaciones sobre fenómenos biológicos, cuanto más pequeño ves, más detalle e información obtenés”, aclara Mas. “La microscopía STED ofrece una resolución óptica más de seis veces superior a la microscopía confocal”.

Y ahonda: “La luz utilizada en los microscopios ópticos, incluidos los confocales, no se puede enfocar más allá de un cierto tamaño debido a su naturaleza ondulatoria, lo que causa difracción y limita la capacidad de analizar estructuras y detalles pequeños en las muestras observadas. Por ello, hasta ahora, no era posible observar objetos más pequeños que la longitud de onda utilizada para la observación. Pero el microscopio STED supera esta barrera de difracción, permitiendo observar objetos diminutos”.

Como se ve en la imagen superior (1), tomada con la utilización del STED, está el núcleo de una célula, que gracias a los floróforos moléculas que sirven como “resaltadores” que marcan el ADN, el material genético de la célula, y otras estructuras.

Se trata de una célula cultivada en un laboratorio, que tiene “pintada” en rojo la proteína actina, una de las más importantes del esqueleto celular y la que le da la forma. En verde se observa otra proteína ubicada en el Complejo de Golgi; y en magenta otra proteína del complejo de poro nuclear, que actúa como una puerta que regula el paso de proteínas, ARN y otras moléculas, y que facilitan procesos elementales para la vida, como la traducción de genes.

“En esta imagen- comenta el especialista del Ceminco- se puede ver la zona con un recuadro blanco que indica la ubicación donde se realizó una observación con microscopía STED (Foto inferior) la cual revela a su vez detalles estructurales más precisos que no pueden ser detectados con microscopía confocal”.

En la imagen 2 se puede ver otra foto de una célula y la comparación de la misma zona con la microscopía confocal, lo que deja en evidencia el nivel de detalle que se alcanza con esta nueva tecnología.

Otro caso de uso de microscopía STED en Córdoba es de la imagen 3, que muestra axones, los “cables” que comunican a las neuronas en una investigación que intenta describir las causas de la atrofia muscular espinal.

También se utilizó la microscopía STED para estudiar “nano vesículas” (con tamaños de entre 80 y 250 nm) liberadas por células madre en humanos (imagen 4). En este caso se buscaba explorar aplicaciones en medicina regenerativa y cómo estas estructuras pueden servir como biomarcadores en enfermedades que afectan al sistema nervioso.

Un mar de aplicaciones

Según contaron desde el Ceminco, este tipo de microscopía permitió en el mundo avances cruciales en la comprensión de procesos celulares como la endocitosis, la exocitosis y la señalización intracelular.

En biomedicina, la microscopía STED se utiliza para estudiar enfermedades neurodegenerativas, cáncer, infecciones virales y otras patologías, brindando información valiosa para la creación de nuevas terapias.

Todos los trabajos vinculados a las nanociencias demandan esta tecnología, como la caracterización de nanoestructuras, la distribución de nanopartículas o el estudio de la interacción a escala nanométrica.

En tanto, en la industria, la microscopía STED se utiliza para el control de calidad de productos farmacéuticos, dispositivos médicos y componentes electrónicos de alta tecnología.

Para utilizarlo

El Ceminco ofrece este microscopio STED a toda la comunidad científica y al sector privado.

Costo. Alquila el uso de la microscopía STED a cambio de tarifas muy accesibles, que parten de los 16 dólares (dólar oficial) la hora para usuarios de la UNC hasta los 32 dólares para el sector privado.

Consultas. Comunicarse con el Ceminco en el horario de lunes a viernes de 9:30 a 18:30 al 0351-5353735 Int. 90503/2.

Fecha de publicación: 20 junio, 2024