Microscopía de ADN: una nueva forma de ver a las células

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Hasta ahora, la microscopía encaja en dos categorías principales. La primera se basa en la óptica; La microscopía de luz, por ejemplo, se remonta al siglo XVII y se basa en la luz visible para iluminar las muestras. La segunda categoría se basa en muestras de disección en ubicaciones definidas por un microscopio. Luego, los programas de computadora unen cada pieza diseccionada en una imagen completa de la muestra intacta.

La imagen óptica puede ofrecer retratos complejos de acción y estructura subcelular. La microscopía basada en disección puede dar a los científicos información genética. Weinstein y sus colegas en el Instituto de Tecnología de Massachusetts querían hacerlo todo de una vez: tome una instantánea de la posición de una célula y explique las secuencias genéticas específicas que la impulsan.

Ese combo es importante para los científicos que estudian genéticamente diversos conjuntos de células. El sistema inmunológico es un ejemplo perfecto, dice Weinstein. Los genes de células inmunitarias pueden variar hasta una sola letra de ADN. Cada variación puede desencadenar un cambio dramático en el tipo de anticuerpos que produce una célula. Donde esa célula se encuentra dentro de un tejido también puede alterar la producción de anticuerpos.

Si te enfocas solo en uno u otro, “solo estás obteniendo una parte de la imagen”, dice.

Cómo funciona

Primero, los científicos toman células cultivadas en el laboratorio y las colocan en posición en una cámara de reacción. Luego, agregan una variedad de códigos de barras de ADN. Estos se adhieren a las moléculas de ARN, dando a cada uno una etiqueta única. Luego, el equipo usa una reacción química para hacer más y más copias de cada molécula marcada, una pila creciente que se expande desde la ubicación original de cada molécula.

“Imagine cada molécula como una torre de radio que emite su propia señal hacia el exterior”, dice Weinstein.

Finalmente, las moléculas marcadas chocan con otras moléculas marcadas, lo que las obliga a unirse en pares. Las moléculas ubicadas cerca unas de otras serán más propensas a colisionar, generando más pares de ADN. Las moléculas más separadas generarán menos pares.

Una máquina de secuenciación de ADN deletrea las letras de cada molécula dentro de la muestra, lo que demora hasta 30 horas. Un algoritmo que el equipo creó luego decodifica los datos, que en el documento representan aproximadamente 50 millones de letras de ADN de secuencias genéticas de cada espécimen original, y convierte los datos sin procesar en imágenes.

“Básicamente, puedes reconstruir exactamente lo que ves bajo un microscopio de luz”, dice Weinstein.

Los dos métodos son complementarios, añade. La microscopía de luz puede ver bien las moléculas incluso cuando están dispersas dentro de una muestra, y la microscopía de ADN se destaca cuando las moléculas son densas, incluso apiladas una encima de otra.

Él cree que la microscopía de ADN podría algún día permitir que los científicos aceleren el desarrollo de tratamientos de inmunoterapia que ayuden a los sistemas inmunológicos de los pacientes a combatir el cáncer. El método podría identificar las células inmunitarias más adecuadas para atacar a una célula cancerosa en particular, dice.

Cada célula tiene una composición única de letras de ADN, o genotipo, dice Zhang. “Al capturar información directamente de las moléculas que se están estudiando, la microscopía de ADN abre una nueva forma de conectar el genotipo con el fenotipo”.

Las posibilidades con esta categoría de microscopía están abiertas y se espera que despierte la imaginación, que la gente se inspire con ideas geniales en las que nunca hayamos pensado.

Para mas información:

https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(19)30547-1

https://www.hhmi.org/news/dna-microscopy-offers-entirely-new-way-to-image-cells?fbclid=IwAR2SVW10BCwrKWfegSDydfblgUyX__hh0ZElqLNXFJjBy2iA3jPr_gKrrkQ

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