Al combinar dos métodos de microscopía, los investigadores de EPFL pueden ver lo que sucede dentro de una célula y en su membrana simultáneamente, brindando una visión sin precedentes de los procesos celulares que ocurren durante la infección, por ejemplo.

Las células son el componente fundamental de los organismos vivos y albergan una serie de fenómenos biológicos complejos. Los investigadores deben poder estudiar estos fenómenos en detalle para comprender ciertos tipos de trastornos y enfermedades y luego desarrollar tratamientos efectivos. Pero la observación efectiva de células vivas a escala micro o nano sigue siendo un desafío. Mediante la combinación de dos métodos de microscopía diferentes, los investigadores de la EPFL de dos laboratorios diferentes han desarrollado conjuntamente un sistema que se puede utilizar para observar las células vivas en acción con una precisión sin igual. Sus hallazgos aparecen en dos artículos:uno publicado en Nature Communications en julio y el otro se publica hoy en ACS Nano .

"Los métodos actualmente disponibles presentan muchos desafíos técnicos para observar células vivas a un nivel tan granular", dice Georg Fantner, director del Laboratorio de Bioinstrumentación y Nanoinstrumentación (LBNI) de la EPFL. "Técnicas como la microscopía electrónica permiten una resolución inigualable de la superficie celular a nanoescala, pero requiere colocar muestras al vacío y bombardearlas con electrones. Los organismos vivos simplemente no pueden sobrevivir a ese tipo de tratamiento. Otro método común es la microscopía de fluorescencia. Aunque permite observas muestras sin destruirlas, tener suficiente resolución para resolver la superficie tridimensional de la célula es difícil. Además, la dosis de fotones requerida puede causar daño celular".

Los investigadores de la EPFL, por lo tanto, decidieron combinar dos microscopías complementarias para observar la superficie celular y la actividad molecular en el interior, que son mínimamente invasivas para las células vivas. Combinaron imágenes de fluctuación óptica estocástica (SOFI), que se pueden usar para ver moléculas específicas y fenómenos que ocurren dentro de las células, con microscopía de sonda de barrido (o, más específicamente, microscopía de conductancia iónica de barrido, SICM). La microscopía de sonda de barrido generalmente implica tocar una muestra celular directamente con la punta de una sonda para revelar su superficie y trazar un mapa de su topografía. Sin embargo, el contacto mecánico entre la muestra y la punta es perjudicial para la observación de células vivas porque altera el estado nativo de las células. El equipo de EPFL, por lo tanto, desarrolló un microscopio donde la sonda física se reemplaza por un nanoporo de vidrio que mide el flujo de iones para detectar la superficie celular sin contacto.