Una nueva generación de científicos amplía los límites de la imagenología
Tómese como ejemplo la imagenología basada en el microscopio óptico. Según Kees Weijer, catedrático del Departamento de Biología Celular y del Desarrollo de la Universidad de Dundee y coordinador de PHOQUS, esa técnica «avanza con rapidez para erigirse en una de las claves para observar las dinámicas de sistemas vivos». No obstante, esa técnica aún adolece de limitaciones que restringen sus posibilidades de aplicación. En los empeños por seguir aumentando su resolución, se observa un nivel creciente de efectos dañinos de la luz que se deben a las técnicas de observación empleadas. Aunque se están diseñando métodos nuevos para subsanar esos problemas, el proceso de desarrollo, normalmente, tendría lugar en laboratorios de física, mientras que sus aplicaciones se ubicarían más bien en el dominio de los laboratorios de biología. «Un objetivo del proyecto era diseñar y construir instrumentos novedosos en el ámbito de la biología. Se adaptan a requisitos experimentales específicos por medio de una colaboración estrecha entre biólogos y especialistas en fotónica. Para eso hubo que alcanzar una visión común de los principios y problemas biológicos y físicos de interés, ya que muy pocas personas dominan los dos campos», aclaró Weijer. PHOQUS formó a trece investigadores noveles que habían cursado estudios de física, fotónica, biología molecular, biotecnología e ingeniería biomédica. También puso en marcha proyectos de investigación específicos para estudiar procesos complejos en seres vivos. La lista de logros de PHOQUS es muy larga. Por ejemplo, se aplicó satisfactoriamente la microscopia STED (STimulated Emission Depletion) de alta resolución, que permite observar estructuras fluorescentes más allá del límite de difracción. Se demostró que funciona bien en muestras fijas y Weijer indicó que hay en marcha experimentos para comprobar su idoneidad para aplicarla a muestras vivas. Además, en el proyecto se lograron avances en microscopia rápida de láminas de luz (light-sheet microscopy), que ofrece una gran resolución espacial y temporal para observar a largo plazo (incluso durante varios días) tejidos y células de embriones vivos, al tiempo que reduce los efectos dañinos de la luz en comparación con las técnicas convencionales. «Esto ha ofrecido conocimientos nuevos sobre el mecanismo celular que controla la gastrulación en los embriones de pollo, que sirve como modelo del desarrollo humano», explicó Weijer. Otro resultado notable son los progresos en la integración de pinzas ópticas en microscopios; métodos novedosos de imagen mediante fibras únicas y multimodales; sondas innovadoras para detectar moléculas de importancia biológica en la angiogénesis y la inervación de los tumores; métodos para medir los parámetros mecánicos de organoides predispuestos por el cáncer y naturales derivados de los intestinos; técnicas espectroscópicas no invasivas y procesamiento de datos para medir el flujo sanguíneo y la oxigenación; y un nuevo láser de pulsos por infrarrojos de bajo coste y basado en un semiconductor. Aunque el proyecto ha finalizado ya, Weijer señaló que se seguirán cultivando las colaboraciones que se han establecido entre los biólogos y físicos de Dundee y los colaboradores académicos de otras entidades. Según explicó, «procuramos que haya continuidad con nuevos programas de formación y solicitudes de subvención para proyectos específicos». Aparte de los avances en el estado de la técnica y de las publicaciones en revistas de gran difusión, una de las aportaciones más útiles a largo plazo de PHOQUS será, probablemente, la nueva generación de científicos que ha ayudado a formar. De los trece investigadores, casi todos han conseguido presentar un trabajo de máster o doctorarse y tienen ante sí una carrera profesional prometedora.
Palabras clave
PHOQUS, tecnología de imagen, sistemas vivos, espectroscopia, fotónica, microscopio óptico, efectos dañinos de la luz, células, tejidos, biología
