Estructura molecular de C-Naphox. Crédito:Instituto de Biomoléculas Transformadoras (ITbM)
Un nuevo tinte podría permitir a los investigadores ver los procesos naturales en componentes extremadamente pequeños de las células vivas durante un período prolongado de tiempo; una hazaña previamente inalcanzable.
La microscopía óptica permite a los investigadores ver y distinguir entre objetos que están separados por unos 200 nanómetros (nm). En comparación, un cabello humano mide aproximadamente 90, 000 nm de espesor. Desafortunadamente, la mayoría de los objetos de interés en biología, como orgánulos en células y proteínas, son mucho más pequeños que 200 nm.
Los biólogos han estado buscando formas de mejorar la resolución de los microscopios, pionero en el campo de la microscopía de superresolución. La microscopía de agotamiento de emisión estimulada (STED) es una de esas mejoras:una fuente de luz se enfoca en un punto de interés mientras que la zona circundante se mantiene en la oscuridad y atenuada, por así decirlo, utilizando un láser especial para formar un fondo sin interferencias. Esta técnica está basada en fluorescencia, utilizando tintes especiales para marcar las células o estructuras de interés.
La microscopía STED es muy eficaz, permitiendo a los investigadores detectar objetos que están separados por decenas de nanómetros. Sin embargo, viene con su propio conjunto de desafíos:lo más importante, que el láser especial utilizado para atenuar el fondo es, contraintuitivamente, muy intenso. No muchos tintes pueden soportar esta intensidad sin perder la fluorescencia tan rápidamente que solo se pueden tomar unas pocas imágenes. que es demasiado rápido para las necesidades de los investigadores.
(Arriba) Las imágenes de microscopía STED de células con C-Naphox permanecieron estables. (Abajo) Imágenes de microscopía STED con un compuesto disponible comercialmente. Crédito:Instituto de Biomoléculas Transformadoras (ITbM)
El profesor Shigehiro Yamaguchi y el profesor Tetsuya Higashiyama del Instituto de Bio-Moléculas Transformadoras de la Universidad de Nagoya en Japón han desarrollado un tinte, llamado C-Naphox, ese, gracias a una estructura ligada al carbono, es muy estable y no se atenúa incluso en las duras condiciones de la microscopía STED. Tampoco es tóxico, por lo que se puede utilizar en células vivas.
Los investigadores encontraron que el tinte se mantuvo estable después de dos horas de irradiación. Al tomar varias imágenes en sucesión, una parte clave de la microscopía de superresolución, ya que permite a los investigadores seguir las células vivas que experimentan sus procesos naturales a lo largo del tiempo, el equipo descubrió que C-Naphox se mantuvo estable después de cinco imágenes. Incluso después de tomar 50 imágenes, permaneció más del 80 por ciento de la señal de C-Naphox. En comparación, una de las mejores opciones disponibles comercialmente, un compuesto llamado Alexa 488, atenuado casi hasta la invisibilidad después de tomar solo cinco imágenes. Una vez que esté ampliamente disponible, C-Naphox debería permitir un registro prolongado de células vivas utilizando microscopía STED; una hazaña previamente inalcanzable.
