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Microscopio molecular

Una técnica innovadora permite escudriñar el interior de las células.

Célula de cáncer de próstata. [SCIENCE SOURCE]

Conocer el comportamiento de las proteínas en el seno de una célula humana nos puede indicar si esa célula vivirá, morirá o funcionará mal, una información que en ocasiones preanuncia la enfermedad. Pero esos datos tan minuciosos no resultan fáciles de obtener, porque los métodos actuales de análisis exigen una cantidad mínima de muestra, de cientos o miles de células. Ahora, sin embargo, miembros del Laboratorio Nacional del Noroeste del Pacífico (PNNL) han creado un microscopio molecular que detecta e identifica proteínas en muestras compuestas por un escaso número de células —incluso por una sola—, y lo han usado para distinguir entre el tejido enfermo y el sano.

El nuevo instrumento es capaz de analizar muestras tisulares 500 veces más pequeñas que las requeridas por otras técnicas de identificación de proteínas. En uno de los ensayos, se lograron detectar unas 650 proteínas en una sola célula de pulmón humana. En otro, se examinaron pequeños fragmentos de tejido pancreático humano en una placa de laboratorio para averiguar si procedían de una persona diabética o sana. (Las células enfermas del páncreas dejan de producir insulina, lo cual provoca la diabetes de tipoI.) Los investigadores también han empleado la técnica para identificar miles de proteínas en un reducido número de células sanas de cerebro, pulmón, hígado y útero. Esperan que este método conduzca a tratamientos más específicos y personalizados contra las enfermedades.

El aparato deposita primero muestras de tejido en minúsculos pocillos grabados en la superficie de un chip de vidrio. A continuación, un brazo robótico vierte en cada uno gotitas de reactivos químicos destinados a extraer y aislar las proteínas. Después, el chip se introduce en un espectrómetro de masas para identificarlas. Hasta ahora, las técnicas de identificación de proteínas solo ofrecían una panorámica general de muestras grandes, pero no información detallada sobre las proteínas presentes en una sola célula o en grupos muy reducidos de ellas. «Ahora ya es posible aislar y analizar cada una de las agujas del pajar, mientras que antes había que analizar las agujas y el pajar a la vez», afirma el químico Ryan Kelly. Él y su colaborador Ying Zhu, ambos del PNNL, son los autores del estudio que vio la luz el pasado verano en Angewandte Chemie.

La principal razón por la que trabajar con muestras mínimas resulta tan arduo es la pérdida de material que tiene lugar en cada etapa del proceso. El nuevo sistema resuelve el problema con pocillos que reducen la superficie a la que se pueden adherir las proteínas. David Goodlett, químico de la Universidad de Maryland que no ha participado en la investigación, opina que es un gran paso adelante. Han ideado «una solución elegante al problema», opina.

Los inventores están aplicando esta técnica para identificar proteínas en células tumorales solitarias que circulan por el torrente sanguíneo de pacientes con cáncer de próstata. La posibilidad de detectar detalles tan pequeños en esas células ayudará a saber por qué algunos tejidos enfermos adquieren resistencia a los fármacos.

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