Un nuevo microscopio enfoca las células brillantes
Una nueva herramienta para estudiar la vida en movimiento
Investigadores del Instituto Helmholtz de Múnich y de la Universidad Técnica de Múnich han desarrollado un nuevo microscopio que mejora notablemente la observación de señales bioluminiscentes en células vivas. El sistema, conocido como QIScope, se basa en una tecnología de cámara de alta sensibilidad capaz de detectar niveles de luz extremadamente bajos. Con una resolución de imagen más nítida, un campo de visión más amplio y la integración con otros métodos de obtención de imágenes, QIScope abre nuevas oportunidades para estudiar sistemas vivos con mayor detalle y durante periodos más largos.
Cuando se obtienen imágenes de niveles bajos de proteínas en células vivas con el QIScope de alta sensibilidad, la bioluminiscencia (azul) supera significativamente a la fluorescencia (verde).
Ruyu Ma - Helmholtz Munich
Bioluminiscencia: Una luz suave para el conocimiento biológico
La bioluminiscencia, la emisión de luz producida por enzimas específicas en determinadas células vivas, es una poderosa herramienta en las ciencias de la vida. A diferencia de la fluorescencia, que depende de una fuerte iluminación externa que puede interferir con el comportamiento celular u ocultar señales sutiles, la bioluminiscencia ofrece una alternativa más suave para las observaciones a largo plazo. Sin embargo, su principal inconveniente es la debilidad de la luz emitida, que dificulta técnicamente la obtención de imágenes detalladas.
Un diseño inspirado en los telescopios y un sensor sensible
Para superar esta limitación, el equipo dirigido por el Dr. Jian Cui exploró el uso de sensores de imagen quanta (QIS), una nueva tecnología de cámara que, según descubrieron, supera a las cámaras utilizadas habitualmente (EMCCD) en condiciones de poca luz. Para aprovechar todo el potencial de los QIS, los investigadores desarrollaron un sistema óptico poco convencional que combina características de un telescopio y un microscopio, lo que dio lugar a la creación del QIScope. "Para aprovechar al máximo las capacidades del sensor, nos inspiramos en la disposición óptica de los telescopios", explica Ruyu Ma, primer autor del estudio e investigador doctoral en el Helmholtz Pioneer Campus. "Combinando este enfoque con la cámara QIS, creamos un sistema que puede revelar procesos celulares con una claridad y sensibilidad que no era posible con el sistema de última generación".
Captación de cambios sutiles en células vivas
El equipo de investigadores demostró que el QIScope puede seguir la dinámica a pequeña escala en células vivas -como el movimiento de vesículas y el comportamiento de proteínas de baja abundancia- durante periodos prolongados.
"Nuestro microscopio ofrece mayor sensibilidad, mejor resolución, mayor campo de visión y mayor rango dinámico: todo lo que se necesita para realizar experimentos complejos de obtención de imágenes de células vivas", afirma Jian Cui, director del estudio. "También integra otros métodos de obtención de imágenes como la epifluorescencia y, en principio, el contraste de fases. Esto abre la puerta a la observación de sistemas vivos con muchas menos perturbaciones, lo que resulta esencial para comprender procesos biológicos complejos en la salud y la enfermedad."
Una nueva herramienta para estudiar la vida en movimiento
Al abordar las principales limitaciones de las imágenes de bioluminiscencia tradicionales, el QIScope proporciona a los investigadores una valiosa herramienta para estudiar una serie de sistemas biológicos, desde células individuales hasta organoides y modelos de tejidos. Su capacidad para revelar cambios sutiles y a largo plazo en el comportamiento celular puede contribuir al progreso en diversas áreas de investigación, como la biología celular, el modelado de enfermedades y el descubrimiento de fármacos.
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
Publicación original
Ruyu Ma, Luciano M. Santino, Tomáš Chobola, Niklas Armbrust, Julian Geilenkeuser, Sapthagiri Sukumaran, Zhizi Jing, Anastasia Levkina, Korneel Ridderbeek, Tingying Peng, Dong-Jiunn Jeffery Truong, Sebastian Doll, Gil Gregor Westmeyer, Jian Cui; "A telescopic microscope equipped with a quanta image sensor for live-cell bioluminescence imaging"; Nature Methods, 2025-5-29
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