Conocer el número exacto de moléculas ubicadas en uniones específicas en las células puede ser una medida crítica de salud y enfermedad. Por ejemplo, un número anormalmente alto de receptores de factores de crecimiento en las células puede ser una indicación de estados cancerosos y precancerosos; proteínas específicasubicado en la unión donde se conectan las neuronas en el cerebro puede afectar la función cerebral a medida que se acumulan o se dispersan.
Hasta hace poco, los investigadores tenían que utilizar hardware de microscopio muy caro o software de microscopía muy complejo, y a menudo impreciso, para ver moléculas individuales marcadas con fluorescencia en grupos muy agrupados en las células. Ahora, se conoce un método simplificadoya que qPAINT usa el patrón de parpadeo de la luz que marca cada molécula, para encontrar, contar y estudiar moléculas individuales que están a solo unos pocos nanómetros de distancia, todo usando los microscopios estándar que ya se encuentran en los laboratorios.
"qPAINT permite la identificación de cada punto de luz proveniente de una molécula etiquetada sin la necesidad de cálculos microscópicos complejos y, a veces, inexactos", explica Behrouz Shabestari, Ph.D., Director del programa NIBIB en Imagen óptica y espectroscopía.El método supera el problema que ocurre cuando se intenta visualizar estructuras moleculares que están muy cerca: la luz se difunde cuando sale del lugar donde se origina. Esto enmascara exactamente cuántos puntos de luz, cada uno representando una sola molécula, están creando en realidadla luz."
Por ejemplo, si alguien te ilumina con una linterna, lo que ves es un rayo de luz mucho más ancho que la linterna real porque la luz se esparce o se difumina a medida que se mueve hacia ti. Si la persona en realidad tenía dos otres linternas en un paquete, aún verías un haz de luz difusa y no podrías saber cuántas linternas tenían.
Investigadores del Instituto Wyss de Ingeniería de Inspiración Biológica de la Universidad de Harvard han desarrollado una técnica que resuelve este problema y permite la identificación de moléculas individuales marcadas con fluorescencia incluso si están una al lado de la otra. El método se informó en el mes de marzo28 número de Métodos de la naturaleza .
La nueva tecnología qPAINT se basa en la tecnología DNA-PAINT del grupo, que utiliza sondas fluorescentes para encontrar sus objetivos mediante la unión del ADN. El sistema qPAINT aprovecha el hecho de que las sondas de ADN fluorescentes se unen y luego se desprenden del objetivo en untasa específica. Cuando se une a su objetivo, el tinte fluorescente se enciende; cuando se desprende, la luz se apaga. Esto provoca un patrón de parpadeo que la tecnología qPAINT detecta y traduce para revelar exactamente cuántas moléculas hay en un grupo en una ubicación específica de interésen la celda.
Por ejemplo, si solo hay una molécula objetivo en la ubicación de interés en la célula, la sonda fluorescente podría unirse y liberarse de ese objetivo dos veces por segundo. Por lo tanto, qPAINT detecta dos parpadeos por segundo, lo que le dice al investigador quehay una molécula objetivo en esa ubicación. Si hay dos moléculas en esa ubicación, qPAINT detectaría cuatro parpadeos por segundo dos por cada molécula. Si hubiera tres moléculas, qPAINT detectaría seis parpadeos por segundo; dos parpadeos los haríacada una de las tres moléculas diana.
"El punto crítico aquí", explica Peng Yin, Ph.D., miembro principal de la facultad del Instituto Wyss y autor principal del estudio, "es que los microscopios de superresolución muy costosos pueden resolver la luz difusa proveniente demúltiples objetivos en las proximidades y permiten ver los objetivos individuales. Pero, pocos laboratorios pueden permitirse estos costosos microscopios. Nuestra tecnología qPAINT revela la misma información precisa utilizando microscopios que son diez veces menos costosos y que ya son equipos estándar en la mayoría de los laboratorios. qPAINTtambién puede detectar estos objetivos a profundidades más profundas en los tejidos de lo que es capaz con los microscopios muy costosos. También es mucho más simple y más preciso que otros métodos basados en software que se utilizan actualmente con microscopios menos costosos ".
El objetivo del equipo es desarrollar tecnologías que permitan a la mayoría de los laboratorios de investigación acceder a las técnicas más poderosas. Su esfuerzo más reciente es una empresa de nueva creación que hará que qPAINT esté disponible comercialmente. También están desarrollando un microscopio aún más económicoque está disponible actualmente, para trabajar con qPAINT.
La empresa de nueva creación se llama Ultivue y tiene como objetivo proporcionar "la mejor visión de la biología", dice Yin. "Vemos a qPAINT y Ultivue como agentes para la democratización de la investigación", agrega Yin, refiriéndose a hacer que las tecnologías potentes sean asequibles y accesiblesa tantos investigadores como sea posible.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto Nacional de Bioingeniería e Imágenes Biomédicas . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
Referencia de la revista :
cite esta página :