Ahora, investigadores de la Universidad de California en Santa Bárbara han desarrollado una nueva forma de estudiar los cilios mediante microscopía de alta velocidad. Sus hallazgos, publicados en la revista eLife, proporcionan nuevos conocimientos sobre la mecánica de los cilios y cómo generan movimiento.
"Los cilios son estas pequeñas estructuras parecidas a pelos que sobresalen de la superficie de las células", dijo Melissa Zhang, primera autora del estudio y estudiante de posgrado en el Departamento de Biología Molecular, Celular y del Desarrollo de UC Santa Bárbara. "Son realmente importantes para muchas funciones diferentes, pero no entendemos completamente cómo funcionan".
Uno de los principales desafíos en el estudio de los cilios es que son muy pequeños, normalmente de sólo unos pocos micrómetros de longitud. Esto dificulta verlos con claridad utilizando técnicas de imagen tradicionales. Para superar este desafío, Zhang y sus colegas utilizaron un tipo especializado de microscopía de alta velocidad llamada microscopía de contraste de interferencia diferencial (DIC).
La microscopía DIC utiliza luz polarizada para crear una imagen de alto contraste de la muestra. Esto permitió a los investigadores visualizar los cilios con mucho mayor detalle de lo que era posible anteriormente.
Además de utilizar la microscopía DIC, los investigadores también desarrollaron una nueva forma de preparar los cilios para la obtención de imágenes. Utilizaron una técnica llamada microscopía de localización fotoactivada de súper resolución (PALM) para marcar los cilios con moléculas fluorescentes. Esto les permitió seguir el movimiento de los cilios a lo largo del tiempo.
Utilizando estas nuevas técnicas, los investigadores pudieron hacer varios descubrimientos importantes sobre los cilios. Descubrieron que los cilios están formados por una serie de unidades repetidas llamadas axonemas. Cada axonema consta de un doblete de microtúbulos, que es un par de microtúbulos que están conectados entre sí.
Los investigadores también descubrieron que los cilios se mueven en forma de ondas. Las ondas son generadas por los dobletes de microtúbulos, que se doblan y enderezan de forma coordinada.
"Pudimos ver que los cilios se mueven de una manera muy específica", dijo Zhang. "Se doblan y enderezan en un patrón ondulado, y esto es lo que genera el movimiento del fluido".
Los hallazgos de los investigadores proporcionan nuevos conocimientos sobre la mecánica de los cilios y cómo generan movimiento. Esto podría conducir a una mejor comprensión de una variedad de enfermedades asociadas con la disfunción de los cilios, como la discinesia ciliar primaria (DPC) y la enfermedad renal poliquística (PKD).
