Hacia imágenes nanométricas del cerebro in vivo

La microscopia fluorescente es una herramienta muy útil que ha permitido el estudio de la dinámica de los procesos biológicos in vivo con especificidad molecular. No obstante, las técnicas fluorescentes tradicionales no permiten resolver muchas estructuras celulares y subcelulares importantes (como las sinapsis y las prolongaciones dendríticas en el cerebro).


De hecho, la barrera de difracción de los microscopios ópticos (de lente) de campo lejano puede adaptarse para la resolución nanométrica. No obstante, en el pasado los métodos no resultaron de gran utilidad, pues no era posible una buena calidad de la imagen en lo profundo de los tejidos vivos. A través del proyecto financiado por la Unión Europea «Intravital optical super-resolution imaging in the brain» (BRAIN STED) se formuló una nueva estrategia para la detección de imágenes por fluorescencia de estructuras nanométricas y de la dinámica de las células vivas y dentro de los tejidos, particularmente en el cerebro.


Se realizaron pruebas del microscopio de superresolución desarrollado por los científicos de BRAIN STED con muestras de cultivos de células vivas. Los resultados indicaron que el microscopio presenta resolución competitiva, alta calidad de la imagen y capacidad para la repetición de imágenes (comparar los cambios en el tejido tras las manipulaciones experimentales). La aplicación de la técnica en células neuronales de tejidos cerebrales cultivados y tras corregir las aberraciones ópticas permitió obtener imágenes de alta resolución de neuronas en la profundidad del tejido. También fue posible decodificar la compleja estructura tridimensional de las neuronas en muestras de tejido vivo.


Gracias al hecho de que la barrera de difracción no limita el poder de resolución de esta tecnología, también es posible estudiar la función cerebral y las estructuras nanométricas en animales vivos. Es posible que en un futuro esta tecnología sea parte de un dispositivo miniaturizado para la obtención de imágenes para la nanoscopia in vivo. Probablemente esta tecnología permita comprender los mecanismos moleculares involucrados en el aprendizaje y la memoria. Más en general, sirve para encontrar asociaciones importantes entre la estructura y la función en todas las células y tejidos del organismo sano y enfermo. Además, la tecnología de superresolución colocará a la Unión Europa a la vanguardia de un importante sector del mercado global.