Desde que se inventara a finales del siglo XVI, el microscopio ha brindado la posibilidad de hacer visible a gran escala lo que el ojo humano no puede ver, algo sin lo que la Medicina no hubiera podido avanzar hasta las cotas de progreso actuales. Con el paso de los siglos, el microscopio y su revolucionaria sofisticación se ha convertido en un aliado imprescindible de la Biomedicina, permitiendo investigar y comprender los mecanismos moleculares, bioquímicos, celulares y genéticos de las enfermedades humanas.
Entre estos avances, encontramos la posibilidad de ver en tres dimensiones las muestras que se analizan a través de un microscopio: “Mediante métodos matemáticos, las imágenes que se obtienen, que en principio son en 2D, se pueden convertir en volúmenes en 3D, lo que supone un avance enorme”, añade el experto. De hecho, hace apenas unos mesesinvestigadores del Centro Médico Suroccidental de la Universidad de Texas, en Estados Unidos, sacaron a la
Y es que el avance de la microscopía, tanto óptica como electrónica, ha llegado hasta límites insospechados. En 2014 tres investigadores norteamericanos recibieron el Premio Nobel de Química por la invención de un microscopio de fluorescencia (también llamado nanoscopio) cuya resolución es tan alta que permite ver células a escala nanomolecular. El invento, que hace que los científicos puedan visualizar las vías de las moléculas individuales dentro de las células vivas, ha contribuido de forma importante al estudio de enfermedades como el alzhéimery el párkinson y también al análisis de procesos cognitivos en las neuronas del cerebro.
RESOLUCIONES ATÓMICAS
El análisis tan miniaturizado de células, tejidos y genes es fundamental, como explica López Carrascosa, tanto para el estudio de las enfermedades como para el desarrollo de nuevos tratamientos y fármacos contra las mismas. “Con las investigaciones realizadas por la microscopía electrónica, se pueden hacer cosas como definir cómo los fármacos actúan a nivel de las células, cómo pueden ser diseñados y cómo se comportan a nivel molecular”, señala. Por tanto, su uso es de gran utilidad para la industria farmacéutica.
MAYOR TAMAÑO
“En lugar de reducirse su tamaño, lo que hay es un aumento cada vez mayor del tamaño de los equipos, porque se llegan a resoluciones atómicas. Los microscopios se han hecho cada vez más grandes y más complejos, porque llevan muchísimos más componentes que antes”, indica el experto. De esta forma, hoy día el microscopio es más que una lente electromagnética. “Ahora se componen de cámaras muy avanzadas y de complejos sistemasque recogen la información que se obtiene de las muestras y la interpretan”, añade.
En España, el microscopio más avanzado se encuentra en el propio Centro Nacional de Biotecnología, como indica José López Carrascosa. “El microscopio se llama Talos y está diseñado para obtener una resolución casi atómica en material biológico. Es un criomicroscopio que trabaja a temperaturas propias del nitrógeno líquido (es decir, de unos -196 grados centígrados)”, expone el experto.
CRIOMICROSCOPÍA
Gracias a criomicroscopios como este, cuya resolución permite reconstruir tridimensionalmente cuerpos sólidos tales como ribosomas, virus, complejos de proteínas, e incluso partículas nanotecnológicas, algunos trabajos han logrado estudiarla estructura de las glicoproteínas que rodean el VIH, y que están implicadas en el reconocimiento de la célula que infectan. Ello podría dar paso a un mejor entendimiento del virus y a desarrollar tratamientos más eficaces para combatirlo.
Otro ejemplo del uso de la criomicroscopía electrónica es el de la biofísica Eva Nogales, catedrática de la Universidad de California en Berkeley (EEUU) y del Lawrence Berkeley National Laboratory que, haciendo uso de uno de estos aparatos, cuyo coste supera ampliamente el millón de euros, fue la investigadora que consiguió “fotografiar” por primera vez el CRISPR-Cas9, el revolucionario sistema de edición genética considerado por la revista Nature, como el “avance del año”en 2015.
En 2014 tres investigadores norteamericanos recibieron el Nobel de Química por la invención de un microscopio que permite ver células a escala nanomolecular
“En los últimos cinco o 10 años ha habido un auténtico avance tecnológico en el ámbito de la microscopía, más que en los microscopios en sí, en los instrumentos que se le añaden, que han mejorado y que permiten interpretar los datos que se obtienen a partir de un microscopio, algo que no era nada fácil de conseguir”, explica a SaluDigital José López Carrascosa, presidente de la Sociedad de Microscopía de España y miembro del Centro Nacional de Biotecnología del CSIC.Entre estos avances, encontramos la posibilidad de ver en tres dimensiones las muestras que se analizan a través de un microscopio: “Mediante métodos matemáticos, las imágenes que se obtienen, que en principio son en 2D, se pueden convertir en volúmenes en 3D, lo que supone un avance enorme”, añade el experto. De hecho, hace apenas unos mesesinvestigadores del Centro Médico Suroccidental de la Universidad de Texas, en Estados Unidos, sacaron a la
Y es que el avance de la microscopía, tanto óptica como electrónica, ha llegado hasta límites insospechados. En 2014 tres investigadores norteamericanos recibieron el Premio Nobel de Química por la invención de un microscopio de fluorescencia (también llamado nanoscopio) cuya resolución es tan alta que permite ver células a escala nanomolecular. El invento, que hace que los científicos puedan visualizar las vías de las moléculas individuales dentro de las células vivas, ha contribuido de forma importante al estudio de enfermedades como el alzhéimery el párkinson y también al análisis de procesos cognitivos en las neuronas del cerebro.
RESOLUCIONES ATÓMICAS
“Gracias a la microscopía electrónica, se pueden hacer cosas como definir cómo los fármacos actúan a nivel de las células, cómo pueden ser diseñados y cómo se comportan a nivel molecular”
A nivel empresarial, la compañía japonesa Hitachi finalizó en 2015 el desarrollo de un microscopio capaz de ofrecer una resolución de 43 picómetros (lo que equivale a la billonésima parte de un metro), es decir, menos de la mitad del radio de la mayoría de los átomos. Su aplicación podría servir para desarrollar nuevos materiales con diferentes aplicaciones.El análisis tan miniaturizado de células, tejidos y genes es fundamental, como explica López Carrascosa, tanto para el estudio de las enfermedades como para el desarrollo de nuevos tratamientos y fármacos contra las mismas. “Con las investigaciones realizadas por la microscopía electrónica, se pueden hacer cosas como definir cómo los fármacos actúan a nivel de las células, cómo pueden ser diseñados y cómo se comportan a nivel molecular”, señala. Por tanto, su uso es de gran utilidad para la industria farmacéutica.
MAYOR TAMAÑO
El microscopio más avanzado de España se llama Talos y está diseñado para obtener una resolución casi atómica en material biológico
Curiosamente, y a diferencia de otras tecnologías, mientras más minúsculos son los organismos y sistemas que logra visibilizar un microscopio, mayor tamaño suele tener el mismo. En el caso del supermicroscopio de Hitachi que, según la compañía, es el más avanzado hasta la fecha, el aparato llega a ocupar una habitación entera.“En lugar de reducirse su tamaño, lo que hay es un aumento cada vez mayor del tamaño de los equipos, porque se llegan a resoluciones atómicas. Los microscopios se han hecho cada vez más grandes y más complejos, porque llevan muchísimos más componentes que antes”, indica el experto. De esta forma, hoy día el microscopio es más que una lente electromagnética. “Ahora se componen de cámaras muy avanzadas y de complejos sistemasque recogen la información que se obtiene de las muestras y la interpretan”, añade.
En España, el microscopio más avanzado se encuentra en el propio Centro Nacional de Biotecnología, como indica José López Carrascosa. “El microscopio se llama Talos y está diseñado para obtener una resolución casi atómica en material biológico. Es un criomicroscopio que trabaja a temperaturas propias del nitrógeno líquido (es decir, de unos -196 grados centígrados)”, expone el experto.
CRIOMICROSCOPÍA
Gracias a criomicroscopios como este, cuya resolución permite reconstruir tridimensionalmente cuerpos sólidos tales como ribosomas, virus, complejos de proteínas, e incluso partículas nanotecnológicas, algunos trabajos han logrado estudiarla estructura de las glicoproteínas que rodean el VIH, y que están implicadas en el reconocimiento de la célula que infectan. Ello podría dar paso a un mejor entendimiento del virus y a desarrollar tratamientos más eficaces para combatirlo.
Otro ejemplo del uso de la criomicroscopía electrónica es el de la biofísica Eva Nogales, catedrática de la Universidad de California en Berkeley (EEUU) y del Lawrence Berkeley National Laboratory que, haciendo uso de uno de estos aparatos, cuyo coste supera ampliamente el millón de euros, fue la investigadora que consiguió “fotografiar” por primera vez el CRISPR-Cas9, el revolucionario sistema de edición genética considerado por la revista Nature, como el “avance del año”en 2015.