Logran hacer transparente el cerebro para verlo mejor
Una técnica que se presenta en Nature permite apreciar con detalle la estructura en 3D de bloques de tejido o pequeños cerebros enteros, como el de un ratón
Un equipo de investigadores de la Universidad de Stanford ha logrado volver transparente un cerebro de ratón completo al tiempo que mantiene intacta su forma tridimensional y su estructura molecular. La nueva técnica, denominada Clarity, permite
observar con gran detalle la conectividad entre las neuronas y será
importante en el estudio de la estructura y función del cerebro,
sostienen los autores de la investigación que se publica en la revista “Nature”.
Hasta ahora para obtener imágenes de alta resolución de los
tejidos biológicos era necesario hacer secciones muy finas, lo que
conlleva perder información sobre la conexión espacial entre sus
estructuras, un dato fundamental cuando lo que se estudia es el cerebro.
Para paliar este problema esas seccione se reconstruyen después
tridimensionalmente, un proceso largo y complicado que tiene la
limitación de que ha de hacerse con pequeños volúmenes de cerebro.
Obtener información tan detallada tanto desde el punto de
vista estructural como molecular de distintos tejidos biológicos ha sido
un reto fundamental en todos los campos de la investigación biológica.
Por eso el equipo de Stanford, liderado por Karl Deisseroth, se propuso
como objetivo hacer los tejidos transparentes y a la vez permeables a
las macromoléculas preservando su estructura tridimensional.
Puesto que las membranas lipídicas que rodean las células
son el principal obstáculo para el paso de las moléculas que tiñen y
diferencian las estructuras de las células, los investigadores se
plantearon eliminarlas sin dañar el tejido. Y lo lograron sumergiendo
las muestras de tejido, e incluso el cerebro entero de un ratón de tres
meses, en acrilamida, que hace posible conservar la estructura de los
tejidos y células, al tiempo que los hace transparentes y permeables a
macromoléculas permitir su examen.
La relación de las neuronas
Gracias a esta técnica han logrado ver como las neuronas se
relacionan entre sí, además de las “estructuras subcelulares,
proteínas, ácidos nucleicos y neurotransmisores”, destacan los
investigadores. Además es compatible con las técnicas histoquímicas
tradicionales para el estudio de los tejidos del cerebro.
Según los autores, esta técnica que transparenta grandes
volúmenes de tejido puede utilizarse para analizar muestras clínicas y
puede proporcionar información de las diferencias estructurales y
moleculares en condiciones fisiológicas y patológicas. De hecho, los
investigadores de Stanford han aplicado la técnica a una muestra de un
cerebro humano almacenado en un banco de tejidos. Este tejido cerebral
perteneció a un paciente con autismo
y en él han podido ver las neuronas y sus proyecciones en muestras de
medio milímetro de grosor obtenidas del lóbulo frontal. Es más, han
podido observar que algunas de las neuronas establecían conexiones entre sí que no son habituales y que se parecen a las anomalías observadas en cerebros de personas con síndrome de Down.
Cerebros enteros
“La idea de transparentar las grasas [de las membranas
celulares y axones] es algo tradicional y es lo que hacemos de rutina
con las secciones finas de tejido para poder ver las estructuras de
interés al microscopio”, explica Carmen Cavada, catedrática de
Neuroanatomía de la Facultad de Medicina de la Universidad Autónoma de
Madrid. Lo novedoso de esta técnica, continúa, es que “se aplica a
bloques de tejido o a cerebros enteros, lo que permite tener imágenes
completas en tres dimensiones de las células o estructuras marcadas,
evitando tener que estudiarlas en cortes y hacer luego reconstrucciones
tridimensionales, como se viene haciendo tradicionalmente”.
En opinión de la doctora Cavada, ex presidenta de la
Sociedad Española de Neurociencia, la nueva técnica “puede ayudar mucho a
entender la estructura molecular del sistema nervioso en tres
dimensiones”. Otra de las cualidades que resalta es la alta resolución
que presenta, ya que permite ver axones individuales, somas y dendritas
con gran nitidez.
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