Los biólogos celulares han utilizado una nueva técnica de microscopía de superresolución para poder observar reacciones a nivel molecular por primera vez.

En un artículo publicado en Señalización científica , un equipo de la Universidad de Reading y la Universidad Goethe de Frankfurt utilizó una nueva técnica de microscopía óptica de súper resolución para ver cómo los receptores tipo Toll (TLR), que actúan como circuitos eléctricos moleculares para controlar el flujo de señales a una célula. El equipo ha estado analizando cómo un proceso, llamado dimerización, decide entre la vida y la muerte de las células y regula la respuesta inmunitaria.

El nivel de detalle alcanzado por la super-microscopía aún no es suficiente para hacer visibles las moléculas de un solo receptor en un diminuto dímero de proteína. por lo que los investigadores desarrollaron un método de análisis sofisticado para mejorar la señal óptica. De esta manera, pudieron "acercar" las imágenes de superresolución y examinar si TLR4 estaba presente como monómero o dímero. Los investigadores también pudieron detectar si las señales químicas de diferentes patógenos modulaban los patrones de los receptores.

100 veces más zoom

Dr. Darius Widera, un biólogo celular de la Universidad de Reading dijo:

"Con esta nueva y emocionante técnica pudimos observar un receptor de peaje en particular, TLR4, realizar la dimerización a nivel molecular por primera vez. Este proceso solo se ha observado de forma indirecta, y ver las imágenes que proporciona la nueva técnica microscópica es muy emocionante. El proceso nos ha permitido acercarnos a los TLR a más de 100 veces la potencia de un microscopio estándar para proporcionar información increíblemente detallada de cómo comienza el proceso ".

Dr. Graeme Cottrell, un bioquímico de la Universidad de Reading dijo:Sabemos que estos TLR son capaces de vigilar el destino de una célula mediante la formación de una molécula de dímero. Encendiendo y apagando como un interruptor de luz, envían señales que pueden combatir las bacterias dañinas, virus y similares cuando interactúan. En este nuevo estudio, observamos cómo la presencia de una señal química de varios patógenos condujo a una respuesta diferente de TLR4, lo que no hubiéramos podido hacer sin la nueva técnica de superresolución ".

Tratamiento de las células tumorales cancerosas

Todas las células del cuerpo humano se comunican enviando y recibiendo señales químicas. El reconocimiento de estas señales se logra mediante proteínas especializadas en la superficie celular denominadas receptores. Estos receptores actúan como interruptores moleculares que transmiten señales desde la superficie a respuestas biológicas que pueden ser tan diversas como la supervivencia celular o la muerte celular.

Estudios previos realizados por el consorcio compuesto por los grupos de investigación liderados por el Dr. Widera, Dr. Cottrell (ambos de la Universidad de Reading, Facultad de Farmacia) y el Prof.Heilemann (Universidad Goethe de Frankfurt, Alemania) también han demostrado que la activación del TLR4 por diferentes señales químicas puede inducir la proliferación de células cancerosas del cerebro o conducir a la muerte controlada de estas células tumorales.

El profesor Mike Heilemann del Instituto de Química Física y Teórica de la Universidad Goethe de Frankfurt dijo:

"Es concebible que este enfoque nos ayude en el futuro a comprender mejor los procesos biológicos fundamentales que regulan el sistema inmunológico en la salud y la enfermedad. Al mismo tiempo, este método de microscopía también es aplicable a otras proteínas de membrana y muchas cuestiones similares ".