Nuevo método revela el microcosmos celular con detalles sin dañar las células

MadridCientíficos del Laboratorio Nacional de Brookhaven del Departamento de Energía de EE. UU. han desarrollado una nueva forma de observar células con gran detalle sin dañarlas. Este método combina dos tipos de técnicas de rayos X: tomografía computarizada (XCT) y microscopía de fluorescencia (XRF).

Puntos Clave:

• Esta técnica revela la estructura detallada y la composición química de las células.
• Ayuda a comprender cómo funcionan e interactúan las células.
• Tiene aplicaciones potenciales en medicina, agricultura y otros campos.

El equipo utilizó células de la línea HEK 293 derivadas del riñón embrionario humano para su estudio. Aunque estas células son fáciles de cultivar, es complicado obtener imágenes de ellas con rayos X. Tuvieron que seguir un proceso complejo para preparar las muestras.

Primero, se tratan las células con paraformaldehído para preservar su estructura. Después, se congelan rápidamente las muestras utilizando etano líquido. A continuación, se trasladan a nitrógeno líquido. Finalmente, se liofilizan las muestras para eliminar el agua mientras se mantiene la estructura celular.

Técnicas de Imagen:

• XCT: Esta técnica captura la estructura física de la célula utilizando rayos X para mostrar una sección transversal de la muestra.
• Microscopía XRF: Esta técnica revela la distribución de elementos dentro de la célula. Emplea rayos X de alta energía para excitar el material, provocando que emita fluorescencia de rayos X. Esto ayuda a entender la composición química de la célula.

Xianghui Xiao, un científico principal en Brookhaven, explicó las ventajas de utilizar dos técnicas en conjunto. La tomografía computarizada por rayos X (TCT) ofrece una imagen tridimensional de la célula, lo que ayuda a dirigir las mediciones de fluorescencia de rayos X (XRF) a áreas específicas. Este método ahorra tiempo y reduce el riesgo de dañar las células con una exposición excesiva a los rayos X.

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Los nuevos métodos pueden mejorar usos prácticos. Yang Yang, científico de Brookhaven, mencionó que podrían ayudar en la administración de medicamentos. Al obtener imágenes de partes de las células y seguir cómo cambian los elementos durante el tratamiento, los científicos pueden aprender más sobre el funcionamiento de los fármacos en las células.

Aplicaciones Futuras:

• Analizar las células humanas y sus organelos.
• Estudiar hongos patógenos y bacterias beneficiosas.
• Comprender la interacción entre patógenos y sus anfitriones.
• Investigar el microbioma humano.
• Examinar las relaciones simbióticas entre plantas y hongos.

El biólogo estructural de Brookhaven, Qun Liu, destacó que esta tecnología puede ayudar en el estudio de cultivos como el sorgo. El sorgo es crucial para la bioenergía, y comprender cómo interactúa con el hongo dañino Colletotrichum sublineola podría conducir a mejores métodos para proteger este cultivo.

Este novedoso método de imagen nos permite descubrir más sobre el funcionamiento de los sistemas biológicos. Mejora las formas de observar las células y crea nuevas herramientas para comprenderlas mejor. A medida que este campo sigue evolucionando, podemos anticipar imágenes aún más nítidas de la estructura y funcionamiento celular.

Este estudio fue financiado por el Departamento de Investigación y Desarrollo Dirigido del Laboratorio de Brookhaven y la Oficina de Ciencia del Departamento de Energía.