Explora un diminuto mundo celular con estas imágenes microscópicas

Durante cientos de años, las imágenes de las células procedían de especímenes aislados en portaobjetos de vidrio, extraídos de sus intrincados y delicados universos celulares dentro de organismos vivos. Ahora, usando una nueva técnica de imagen descrita en Science la semana pasada, puede grabarse a células vivas en alta resolución y en 3D, produciendo vídeos impresionantes de sus mundos completamente animados.

«Al estudiar la célula en un cubreobjetos es como ver un león en el zoo: no ves exactamente su conducta nativa», explica el físico Eric Betzig. Empleando el nuevo microscopio «es como ver al león perseguir un antílope en la sabana. Finalmente, ves la verdadera naturaleza de las células».

Betzig, ganador del premio Nobel de Química en 2014, dirigió un equipo del Howard Hughes Medical Institute Janelia Research Campus que combinó dos técnicas de microscopio anteriores y tres microscopios distintos para crear el poderoso y novedoso «frankenscopio».

Fotografiar las células dentro de un organismo vivo es difícil, aunque ese organismo sea un pez cebra transparente como los que usaron en el nuevo estudio. Dos problemas ópticos en particular plantearon un difícil desafío a Betzig.

Las células en la superficie del pez actúan como el agua sobre el parabrisas de un coche, oscureciendo y dispersando la luz que intenta pasar a través del mismo. Cuanto más miras en el interior del organismo, peor se hace la distorsión.

Para corregirlo, Betzig tomó prestada una técnica astronómica denominada óptica adaptativa. Con telescopios de la Tierra, la atmósfera de nuestro planeta distorsiona de forma similar las imágenes sacadas de objetos distantes en el espacio. La óptica adaptativa mide dicha distorsión y la corrige, ofreciendo imágenes claras de estrellas, galaxias y otros objetos cósmicos.

«Si puedes medir la distorsión de la luz, puedes cambiar la forma del espejo para crear una distorsión igual u opuesta que cancela dichas aberraciones», explica Betzig.

El otro problema es que con los microscopios, los métodos tradicionales de imagen empleaban puntos de luz millones de veces más brillantes que el Sáhara en un día soleado, creando un entorno duro que puede dañar o hasta matar las células que los científicos intentan estudiar.

«La vida no evolucionó para soportar ese tipo de violencia. Si no matas directamente a la célula, siempre te quedarás con al duda de qué le has hecho a esta pobrecita y de si en realidad la ves de la forma que es normalmente», afirma Betzig.

Incorporando una técnica que él mismo contribuyó a desarrollar en 2014 llamada microscopía de láminas reticulares de luz, el nuevo microscopio usa una lámina de luz para escanear las células como una impresora. Esto permite obtener una imagen de la célula de una forma más rápida, delicada y detallada.

La combinación de ese escaneado con la óptica adaptativa crea imágenes que, a continuación, se combinan con los detallados modelos en 3D.

Por ahora, el microscopio solo puede observar en organismos transparentes. Las superficies más opacas, como la piel humana, plantean un desafío para el futuro. Pero observar células en su contexto natural no es solo para impresionar. A medida que la tecnología evoluciona, la capacidad de estudiar las células sanas y enfermas y entender la diferencia entre ellas podría contribuir a la investigación médica y a los análisis de drogas.

Mientras tanto, es fácil perderse en las primeras apariciones de vídeos tan impresionantes como este.