Nueva técnica de microscopia óptica para estudiar células sin agentes de contraste

La microscopía óptica es una herramienta indispensable para examinar las células, ya que permite observarlas en detalle con luz natural y estudiar sus procesos biológicos fundamentales. Sin embargo, la transparencia de las células las hace prácticamente invisibles al microscopio óptico, a menos que sean tratadas con agentes de contraste, desde la tinción histológica hasta el marcaje de fluorescencia.

Para superar esta limitación, se han desarrollado diversas técnicas que aprovechan las propiedades de la luz para aumentar el contraste y mejorar la visualización sin tener que recurrir a los agentes de contraste. Estas técnicas alternativas incluyen la microscopía de polarización, que resalta componentes celulares específicos mediante luz polarizada, y la microscopía de campo oscuro, que ilumina solo los bordes de la muestra para revelar detalles que de otro modo serían imperceptibles. Si bien son extremadamente útiles, estas técnicas a menudo no proporcionan suficiente detalle visual espacial para el análisis molecular.

Por esta razón, la microscopía óptica de fluorescencia de superresolución es actualmente la técnica más utilizada para el estudio de las células. Emplea moléculas luminiscentes que se enlazan a componentes celulares específicos, haciéndolos claramente visibles e identificables en cuatro dimensiones (las tres del espacio más la del tiempo) al microscopio. Un ejemplo es DAPI, que se enlaza al núcleo celular y emite una luz azul característica, lo que permite su identificación inmediata.

Esta gran dependencia hacia los agentes de contraste podría comenzar a menguar drásticamente a partir de ahora. Unos científicos han ideado una innovadora técnica de microscopía capaz de mejorar la observación de células vivas sin usar agentes de contraste. Su logro abre el camino hacia formas más profundas de examinar numerosos procesos biológicos sin necesidad de agentes de contraste.

Este avance es obra de Nicolo Incardona, Paolo Bianchini y Alberto Diaspro, del Instituto Italiano de Tecnología (IIT).

Estos investigadores han combinado la microscopía de polarización con la microscopía de campo oscuro, creando una nueva técnica capaz de lograr un alto contraste sin recurrir a la fluorescencia. De esta forma, se preserva mucho mejor la integridad de las muestras y se ofrece una visión más auténtica de las células.

Parte del equipamiento empleado en el trabajo de investigación y desarrollo realizado por Incardona, Bianchini y Diaspro. (Imagen: Istituto Italiano di Tecnologia)

El siguiente paso en esta línea de investigación y desarrollo será aumentar el nivel de detalle en la percepción recurriendo para ello a la inteligencia artificial. Esto abre la puerta hacia una nueva generación de métodos de microscopía óptica.

Incardona y sus colegas exponen los detalles técnicos de su innovación en la revista académica Optics Letters, bajo el título “Darkfield Mueller matrix microscope allows the observation of single cells with high contrast”. (Fuente: NCYT de Amazings)