Un instrumento de imagen que supera el estado de la técnica
Para comprender la función celular se requiere la caracterización de sus constituyentes moleculares, así como su interacción espacial y temporal. Con objeto de facilitar esta labor, las técnicas de microscopía óptica y microscopía de fuerza atómica (MFA) ofrecen prestaciones complementarias para la visualización de células vivas. Mientras que la microscopía óptica permite la visualización del interior de las células, la MFA proporciona una resolución a escala manométrica que permite el estudio de las interacciones mecánicas presentes entre los componentes de la membrana. Con el uso de las pinzas ópticas (PO) se puede, además, observar las interacciones moleculares en el interior de la célula. El objetivo del proyecto SMW (Single molecule workstation), financiado con fondos europeos, era integrar todas las prestaciones de estas técnicas en un aparato único y unificado (SMW). El instrumento propuesto englobaba las técnicas del microscopio invertido (MI), la MFA y la PO. Mediante la combinación de estas tres técnicas extremadamente sensibles en una única plataforma, los socios pretendían abrir nuevos horizontes para los estudios de biología molecular. Este instrumento permitió, de forma simultánea, analizar la topografía superficial mediante MFA, estudiar la distribución de las moléculas de la célula con el microscopio invertido y determinar las fuerzas de interacción con PO ultrasensibles. Como técnica complementaria, la nanoespectroscopía fototérmica se utilizó para estudiar las propiedades espectroscópicas del material celular con una elevada resolución espacial, lo que permitió el análisis químico de estructuras subcelulares. El equipo se diseñó para integrar la MFA y el MI desde una perspectiva mecánica, óptica y electrónica. Además, desarrollaron software para estas tecnologías combinadas y también una interfaz de usuario. De este modo se integraron todos los módulos funcionales del sistema, intercambiando y controlando protocolos de medición en tiempo real y de manera muy bien sincronizada. Los socios del proyecto construyeron un prototipo que integraba la MFA y el MI y analizaron su eficacia para la detección del cáncer y la activación inmunológica de linfocitos T. La plataforma SMW optimizada ofreció la oportunidad excepcional de estudiar simultáneamente el interior y el exterior de las células con una resolución elevada. La aplicación de este instrumento SMW después de la finalización del proyecto permitirá importantes avances en la investigación en ciencias biológicas mediante la entrega de nuevos conocimientos sobre la biología molecular de las células vivas y procesos biomoleculares complejos que actualmente resultan inaccesibles.
Palabras clave
Células, microscopio de fuerza atómica, SMW, microscopio invertido, biología molecular
