Un nuevo microscopio extrae imágenes 3D de organismos vivos en tiempo real

Un nuevo microscopio de nueva procreación capaz de extraer imágenes tridimensionales de organismos vivos muy pequeños, de entre 1 milímetro y 2 centímetros, en tiempo positivo mediante el uso de un haz láser plano, ha desarrollado una spinoff de la Universidad Carlos III de Madrid (UC3M).

Cómo late el corazón del pez cebra se puede visualizar a través de este invento y reedificar en tres dimensiones cómo va latiendo. “Se puede utilizar para hacer muchos estudios sobre enfermedades cardiovasculares y entender mejor cómo funciona el corazón”, ha indicado el profesor del Área de Bioingeniería e Ingeniería Aeroespacial de la UC3M, Jorge Ripoll, fundador de 4D Nature anejo con Alicia Arranz y César Nombela.

4D-Nature, apoyada por el Cuna de Empresas del Parque Investigador de la UC3M, ya ha introducido en el mercado mundial varios modelos anteriores al Qls-scope, que ensambla, comercializa y distribuye PlaneLight SL. Esta innovación se fundamenta en una licencia internacional propiedad de la UC3M y licenciada a 4D-Nature.

Todavía no hay ninguna empresa que ofrezca un equipo con características similares. “El resto de equipos son unas diez veces más lentos y sin la posibilidad de combinar varias medidas angulares en muestras grandes”, indican desde la compañía.

Captura 200 imágenes por segundo

Según sus creadores, esta tecnología representa el paso subsiguiente al microscopio confocal, que en las últimas dos décadas ha revolucionado el mundo de la biomedicina. El Qls-scope permite capturar unas 200 imágenes por segundo, en comparación con las aproximadamente 5 imágenes por segundo de un microscopio confocal nuevo.

Adicionalmente de la velocidad, tiene otra superioridad: permite marcar con distintos colores las células o procesos moleculares que interesen mediante sus cuatro láseres y que son ampliables a seis. “Eso permite hacer un seguimiento de hasta seis células distintas o seis tipos celulares distintos en la misma muestra”, ha explicado Jorge Ripoll, que desarrolla sus investigaciones en el Comunidad de Imagen e Instrumentación Biomédica (BiiG) de la UC3M.

Esta máquina podría ayudar a entender lo que ocurre a nivel celular en el crecimiento de los tejidos o en el funcionamiento interior de los órganos. “Si se marcan las células con proteínas fluorescentes, se podría hacer un seguimiento específico a nivel celular de lo que pasa en cada víscera”, ha señalado Ripoll.

Lo que hacen es originar “un plano de luz con un láser, que excita una fluorescencia. “Al mover ese plano de luz obtenemos una imagen tridimensional de la muestra que hemos colocado”, añade.

Para el sector de la imagen biomédica

Ols-scope encuentra sobre todo aplicaciones en el sector de la imagen biomédica. Por un costado, resulta útil en laboratorios de investigación de biología molecular o del crecimiento, para estudiar órganos enteros o en modelos de animales in-vivo.

Las medidas que se han realizado al corazón del pez cebra fueron realizadas en colaboración con el conjunto de Nadia Mercader del Centro Doméstico de Investigaciones Cardiovasculares (CNIC).

Asimismo puede interesar a centros clínicos y farmacéuticas que usan la microscopía confocal tradicional. Y se puede usar para monitorizar la calidad de fluidos y la presencia de impurezas, para realizar imágenes 3D de materiales transparentes o se puede aplicar mediante el uso de otras longitudes de onda del espectro electromagnético (terahercios o microondas, por ejemplo) en imágenes de materiales opacos.

La secreto del funcionamiento del Qls-scope reside en el software, porque para realizar medidas en distintas posiciones de una muestra a una velocidad de 200 imágenes por segundo resulta necesario coordinar un conjunto de láseres, motores, cámaras y filtros de una forma muy eficaz. Al poder valorar tan rápido se abren nuevas posibilidades, como la de valorar desde distintos ángulos la muestra. Así, permite mejorar la resolución y la calidad de los datos reconstruidos, pero requiere un software muy enrevesado capaz de combinar todas esas medidas.