Los científicos del Instituto Nacional de Bioingeniería e Imágenes Biomédicas (NIBIB) han combinado dos tecnologías de microscopio diferentes para crear imágenes más nítidas de los procesos que se mueven rápidamente dentro de una célula.

En un artículo publicado hoy en Métodos de la naturaleza , Hari Shroff, Doctor., jefe de la sección de laboratorio de NIBIB sobre imágenes ópticas de alta resolución (HROI), describe sus nuevas mejoras a la microscopía tradicional de fluorescencia de reflexión interna total (TIRF). La microscopía TIRF ilumina la muestra en un ángulo agudo para que la luz se refleje, iluminando solo una sección delgada de la muestra que está extremadamente cerca del cubreobjetos. Este proceso crea imágenes de muy alto contraste porque elimina gran parte del fondo, fuera de foco, luz que captan los microscopios convencionales.

Si bien la microscopía TIRF se ha utilizado en biología celular durante décadas, produce imágenes borrosas de pequeñas características dentro de las células. En el pasado, Las técnicas de microscopía de superresolución aplicadas a los microscopios TIRF han podido mejorar la resolución, pero tales intentos siempre han comprometido la velocidad, lo que hace que sea imposible obtener una imagen clara de los objetos que se mueven rápidamente. Como resultado, muchos procesos celulares siguen siendo demasiado pequeños o rápidos para ser observados.

Shroff y su equipo se dieron cuenta de que si podían tomar una velocidad alta, microscopio de superresolución y modificarlo para que actúe como un microscopio TIRF, podrían obtener los beneficios de ambos. Microscopía de iluminación estructurada instantánea (iSIM), desarrollado por el laboratorio Shroff en 2013, puede capturar video a 100 cuadros por segundo, que es más de 3 veces más rápido que la mayoría de películas o videos de Internet. Sin embargo, iSIM no tiene el contraste que tienen los microscopios TIRF. El equipo diseñó una "máscara" simple que bloqueaba la mayor parte de la iluminación del iSIM, imitando un microscopio TIRF. La combinación de los puntos fuertes de ambos tipos de microscopía permitió a los investigadores observar objetos que se mueven rápidamente unas 10 veces más rápido que otros microscopios con una resolución similar.

"La microscopía TIRF existe desde hace más de 30 años y es tan útil que probablemente estará disponible al menos durante los próximos 30 años, ", dijo Shroff." Nuestro método mejora la resolución espacial de la microscopía TIRF sin comprometer la velocidad, algo que ningún otro microscopio puede hacer. Esperamos que nos ayude a aclarar la biología de alta velocidad que de otro modo podría estar oculta o borrosa por otros microscopios para que podamos comprender mejor cómo funcionan los procesos biológicos ".

Por ejemplo, con el nuevo microscopio, Shroff y su equipo pudieron seguir partículas Rab11 que se mueven rápidamente cerca de la membrana plasmática de las células humanas. Unido a la carga molecular que se transporta alrededor de la celda, estas partículas se mueven tan rápido que se vuelven borrosas cuando son captadas por otros microscopios. También utilizaron su técnica para revelar la dinámica y distribución espacial de HRas, una proteína que se ha implicado en la facilitación del crecimiento de tumores cancerosos. Al igual que con todos los microscopios desarrollados por el equipo de Shroff, Los investigadores pueden ponerse en contacto con el laboratorio para probar el microscopio. o adquirir esquemas gratuitos de la tecnología.