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  • El nuevo enfoque proporciona imágenes de una sola celda con resolución micrométrica a través del contraste basado en las propiedades térmicas de las celdas

    A la izquierda, una imagen clásica de contraste de fase de una célula obtenida mediante un microscopio estándar. A la derecha, una imagen térmica de la misma celda registrada con el dispositivo de imagen térmica del equipo. Crédito:Universidad de Burdeos

    Las propiedades térmicas de las células regulan su capacidad para almacenar, transportar o intercambiar calor con su entorno. Por lo tanto, obtener el control de estas propiedades es de gran interés para optimizar la criopreservación, el proceso de congelación y almacenamiento de sangre o tejidos. que también se utiliza cuando se transportan órganos para trasplantes.

    La actividad celular influye en las propiedades térmicas, ya nivel de tejido, esto explica por qué las heridas infectadas se sienten calientes al tacto. Células cancerígenas, en particular, contienen una firma térmica que refleja un metabolismo más alto que el de las células sanas. Esta característica es útil para clasificar tumores y se puede utilizar para complementar el análisis histológico clásico.

    Un equipo de investigadores en Francia que trabaja en este ámbito se preguntó si sería posible aprovechar la tecnología de las cámaras termográficas activas, detrás de los equipos de visión nocturna y la imagen térmica de edificios, para crear una especie de microscopio térmico para producir mapas de calor de células individuales. para ayudarlos a comprender el comportamiento térmico de las células o dar un paso más allá al detectar condiciones de enfermedad en la escala de subcélulas.

    Como informa el equipo dirigido por la Universidad de Burdeos en la revista Letras de física aplicada , el primer paso de su trabajo consistió en hacer crecer células sobre una lámina nanométrica de titanio. Se seleccionó el titanio porque es el componente principal de los implantes óseos.

    "Calentamos rápidamente la hoja de titanio solo unos pocos grados con un punto láser micrométrico, "explicó Thomas Dehoux, investigador del CNRS, el Centro Nacional Francés de Investigaciones Científicas. "Podría decirse que 'calentamos el lugar' para obtener imágenes de las variaciones de temperatura en la parte inferior de la hoja. Si no hay una celda en el otro lado, el calor permanece en la hoja de titanio y la temperatura aumenta ". si hay una celda en el otro lado, absorberá el calor y creará un punto frío en la hoja.

    Las variaciones de temperatura involucradas son bastante pequeñas y ocurren en un punto diminuto del tamaño de una micra, una centésima parte de un cabello humano, por lo que los investigadores no pueden confiar en un termómetro estándar. En lugar de, miden el "abultamiento" de la hoja de titanio al calentarla.

    ¿Qué buscan exactamente? "Cuando la temperatura es alta, sin una celda en el otro lado, la hoja de metal se dilata localmente y crea una protuberancia, ", dijo Dehoux." Cuando la temperatura disminuye, se prueba una celda, el perfil de la hoja vuelve a la normalidad. Podemos detectar este efecto con un segundo rayo láser que es desviado por el movimiento de la superficie inferior, lo que nos da una sensibilidad sin precedentes ".

    Cada parte de la celda absorbe el calor de manera diferente, gracias a la falta de homogeneidad en sus propiedades térmicas. "Esto nos permite ver a través de la hoja de metal y producir una imagen térmica de la celda, "añadió.

    Si bien muchas modalidades existentes aprovechan las diferencias en las propiedades ópticas para crear imágenes de células, la mayoría usa marcas fluorescentes para aumentar el contraste. Tales imágenes revelan la estructura y composición molecular de la célula, pero no proporcionan detalles útiles sobre sus propiedades térmicas.

    La importancia del modelo del equipo es que proporciona una imagen de una sola celda con una resolución micrométrica a través de un contraste basado en las propiedades térmicas de la celda. "Antes de ahora, nunca se ha producido una imagen de este tipo; es como mirar células con gafas de visión nocturna, "señaló Dehoux.

    En términos de aplicaciones, el equipo espera que su técnica pueda servir como una nueva herramienta para realizar análisis histológicos y detectar células enfermas dentro de muestras de tejido de pacientes. "También podría revelar nueva información sobre el comportamiento de las células porque podremos observarlas con un nuevo contraste, "dijo Dehoux.

    ¿Qué sigue para el equipo? Dado que es la primera vez que se producen imágenes de esta naturaleza, la técnica podría necesitar un poco más de optimización. "En particular, queremos mejorar su tiempo de adquisición y sensibilidad para permitir la observación de células en tiempo real, "Anotó Dehoux." También nos gustaría probar el efecto de los medicamentos contra el cáncer en las propiedades térmicas de las células para ver si se pueden definir nuevas estrategias térmicas para detener el cáncer ".


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