La microfluídica hace que la microscopía de superresolución sea reproducible y fácil de usar
Un equipo internacional de investigación dirigido por la Universidad de Gotinga diseña un sistema de imagen versátil
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Entender cómo se organizan las células y cómo interactúan sus componentes moleculares de forma coordinada y cooperativa es un objetivo central de las ciencias de la vida modernas. Para responder a estas preguntas, los investigadores necesitan observar muchas estructuras a la vez dentro de la misma célula y trazar un mapa de su disposición e interacción. Para ello se necesita la "microscopía de superresolución multiplexada", un método avanzado de obtención de imágenes que revela detalles celulares mucho más allá de los límites de los microscopios ópticos convencionales. Sin embargo, los métodos existentes suelen ser técnicamente exigentes, difíciles de reproducir y poco adecuados para muestras biológicas frágiles. Un equipo internacional de investigación dirigido por la Universidad de Göttingen, junto con el Centro Médico Universitario de Göttingen (UMG), como parte del Grupo de Excelencia de Göttingen "Bioimagen multiescala: De las máquinas moleculares a las redes de células excitables" (MBExC), se propuso superar estas limitaciones. El equipo desarrolló un sistema microfluídico específico que facilita la microscopía de superresolución multiplexada, la hace más reproducible y accesible a una comunidad más amplia. El trabajo se publicó en la revista ACS Nano.
Imagen de superresolución multiplexada de dianas dentro de la misma célula U2OS tomada utilizando el sistema de microfluidos recientemente desarrollado. Las moléculas diana de la muestra se etiquetan con ADN de secuencias diferentes pero del mismo color. Las distintas proteínas diana pueden localizarse con precisión nanométrica y superponerse para crear una imagen final.
Adapted from the original publication in ACS Nano (2026). DoI: 10.1021/acsnano.5c18697
Para comprender realmente cómo funciona una célula, los científicos deben visualizar no sólo un componente cada vez, sino muchas proteínas y estructuras especializadas simultáneamente y ver cómo interactúan dentro de la célula. Además, estos experimentos son cada vez más complejos y sensibles a pequeñas variaciones, lo que puede limitar la reproducibilidad. El nuevo sistema de microfluidos inyecta y extrae con precisión las soluciones de la cámara de muestras, sustituyendo el pipeteo manual por una manipulación de fluidos controlada y reproducible. "El sistema que hemos desarrollado nos permite mantener una alta calidad de imagen a lo largo de ciclos prolongados", afirma el Dr. Samrat Basak, coautor del trabajo e investigador postdoctoral en la LMU de Múnich. "Al mantener las condiciones constantes a lo largo de los diferentes pasos de etiquetado y lavado, la plataforma de microfluidos permite mapear directamente la información de diferentes dianas, lo que hace posible obtener imágenes de proteínas, estructuras especializadas e interacciones complejas dentro de la célula." Los investigadores demostraron esta técnica en células cancerosas humanas, revelando la organización de los filamentos proteicos en el interior de la célula. El equipo también aplicó el método a células musculares especializadas aisladas de los ventrículos del corazón de un ratón. "Las frágiles y especializadas células musculares del corazón son especialmente difíciles de visualizar", explica Kim-Chi Vu, coautor del trabajo y miembro de la UMG y el MBExC. "El sistema de microfluidos era esencial para completar la obtención de imágenes sin deformar las células ni despegarlas de la superficie".
La nueva máquina puede funcionar en modo manual o automatizado y es compatible con una amplia gama de sistemas de obtención de imágenes. "La idea central era desarrollar un sistema rentable, adaptable y que pudiera rediseñarse en función de las necesidades específicas de obtención de imágenes de sistemas biológicos complejos", explica el Dr. Roman Tsukanov, investigador postdoctoral principal de la Universidad de Gotinga. "Al automatizar el intercambio de fluidos, eliminamos una importante fuente de variabilidad e hicimos que los complejos protocolos de obtención de imágenes fueran mucho más fáciles de usar".
"Este método ayudará a estandarizar las imágenes de superresolución multiplexadas y a hacerlas más accesibles, lo que beneficiará tanto a la investigación como a las aplicaciones médicas", añade el profesor Jörg Enderlein, de la Facultad de Física de la Universidad de Gotinga.
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.
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