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Primeras imágenes 3D de una célula viva

Una nueva técnica de proyección de imagen desarrollada en el MIT ha permitido que los científicos creen las primeras imágenes 3D de una célula viva, usando un método similar al uso de los doctores de las exploraciones del CT de la radiografía de considerar dentro de la carrocería.

La técnica, descrita en un papel publicado en la edición en línea del 12 de agosto de los métodos de la naturaleza, se podría utilizar para producir las imágenes más detalladas con todo de qué continúa dentro de una célula viva sin la ayuda de marcadores fluorescentes o de otros agentes externamente adicionales del contraste, dijo a Michael Feld, director del laboratorio de George R. Harrison Spectroscopy del MIT y profesor de la física.

“Lograr esto ha sido mi sueño, y una meta de nuestro laboratorio, por varios años,” dijo a Feld, autor mayor del papel. “Las actividades funcionales de células vivas se pueden estudiar por primera vez en su estado nativo.”

Usando la nueva técnica, sus personas han creado las imágenes tridimensionales de células cancerosas cervicales, mostrando las estructuras de célula internas. Tienen también elegans reflejados de la C., un pequeño tornillo sin fin, así como varios otros tipos de la célula.

Los investigadores basaron su técnica en el mismo concepto usado para crear las imágenes tridimensionales del CT (tomografía calculada) del cuerpo humano, que permiten que los doctores diagnostiquen y que traten dolencias. Las imágenes del CT son generadas combinando una serie de imágenes bidimensionales de la radiografía tomadas como la fuente de la radiografía giran alrededor del objeto.

“Usted puede reconstruir una representación 3D de un objeto de las imágenes múltiples tomadas de direcciones múltiples,” dijo a Wonshik Choi, autor importante del papel y de un socio postdoctoral del laboratorio de la espectroscopia.

Las células no absorben mucha luz visible, así que los investigadores en lugar de otro crearon sus imágenes aprovechándose de una propiedad conocida como índice de refracción. Cada material tiene un índice de refracción bien definido, que es una dimensión de cuánto se reduce la velocidad de la luz mientras que pasa a través del material. Cuanto más alto es el índice, más despacio la luz viaja.

Los investigadores hicieron sus mediciones usando una técnica conocidas como interferometría, en la cual una onda liviana que pasa a través de una célula se compara con una onda de referencia que no pase con ella. Una 2.a imagen que contiene la información sobre el índice de refracción se obtiene así.

Para crear una imagen 3D, los investigadores combinaron 100 imágenes bidimensionales tomadas de diversos ángulos. Las imágenes resultantes son esencialmente los mapas 3D del índice de refracción de los organelos de la célula. El todo el proceso tardó cerca de 10 segundos, pero los investigadores redujeron recientemente este vez a 0,1 segundos.

La imagen de las personas de una célula cancerosa cervical revela el núcleo de célula, el nucléolo y varios organelos más pequeños en el citoplasma. Los investigadores están actualmente en curso de mejor caracterizar estos organelos combinando la técnica con microscopia de fluorescencia y otras técnicas.

“Una ventaja dominante de la nueva técnica es que puede ser utilizada para estudiar las células vivas sin ninguna preparación,” dijo a Kamran Badizadegan, científico principal de la investigación en el laboratorio de la espectroscopia y el profesor adjunto de la patología en la Facultad de Medicina de Harvard, y uno de los autores del papel. Con esencialmente el resto de las técnicas de proyección de imagen 3D, las muestras se deben reparar con las substancias químicas, congelar, manchar con los tintes, metalizar o tramitar de otra manera para ofrecer la información estructural detallada.

“Cuando usted repara las células, usted no puede observar sus movimientos, y cuando usted agrega agentes externos del contraste que usted puede nunca estar seguro que usted no ha interferido de alguna manera con la función celular normal,” dijo a Badizadegan.

La resolución actual de la nueva técnica es cerca de 500 nanómetros, o billionths de un contador, pero las personas están trabajando en perfeccionar la resolución. “Nos sentimos confiados que podemos lograr 150 nanómetros, y quizás más de alta resolución es posible,” Feld dijo. “Preveemos que esta nueva técnica sirva como complemento a la microscopia electrónica, que tiene una resolución de aproximadamente 10 nanómetros.”