10 May, 2021 Revista Digital sobre Patentes, Marcas y Propiedad Intelectual

La fluorescencia como técnica de investigación celular

Boletín de prensa no.465

 

La fluorescencia como técnica de investigación celular

 Medusas, algas y libélulas son algunos de los organismos con la capacidad de “encenderse”, y los humanos han encontrado la forma de usar estos fenómenos naturales para iluminar el mundo microscópico.

Aunque los humanos eventualmente descubrieron diferentes técnicas para crear luz, la naturaleza siempre ha podido hacerlo de forma intrínseca, ya sea que se trate de reacciones químicas (luminiscencia) o por la excitación física de una molécula (fluorescencia). Medusas, algas y libélulas son algunos de los organismos con la capacidad de “encenderse”, sin embargo, los humanos han encontrado la forma de usar estos fenómenos naturales para iluminar el mundo microscópico.

Usar la fluorescencia con fines médicos y de investigación es una técnica a la que cada día recurren más científicos, como explicaron Humberto Mojica y Justine Oyallon, ambos académicos de la Facultad de Ciencias de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM) -institución que forma parte de la mesa directiva del Foro Consultivo Científico y Tecnológico-  en la charla “Fluorescencia: una maravilla de la naturaleza que revolucionó la ciencia” que se llevó a cabo en el Museo de la Luz, perteneciente a la Dirección General de Divulgación de la Ciencia de la Máxima Casa de Estudios.

Todos los organismos están compuestos de células que forman tejidos. “El ADN (ácido desoxirribonucleico) rige la producción de proteínas, moléculas funcionales para producir los diferentes tejidos y órganos (…) Lo interesante es que solamente algunas son visibles, pero al interior de la célula, tenemos otros tipos de proteínas que no se logran visualizar”, explicó el investigador.

Cuando el científico Osamu Shimomura aisló la GFP (Proteína Verde Fluorescente) que es la que le permite generar luz a organismos como las medusas marinas y la insertó de nuevo al interior de otra célula, logró hacer visible lo invisible porque ahora estas células también se iluminaban.

“Actualmente el hecho de poder visualizar proteínas que no veíamos antes nos permite comenzar a darnos idea sobre cómo están interactuando las diferentes células, cómo interactúan moléculas con moléculas. Se ha creado una enorme cantidad de proteínas fluorescentes, y no solo verdes sino rojas, azules, amarillas, eso nos da una capacidad de jugar con todas las moléculas para poder distinguir en qué momento se expresan, en qué momento no están presentes o con quién están uniéndose, literalmente”, detalló el doctor Mojica.

¿Y qué beneficios tiene hacer visible lo invisible? La investigación de los especialistas se centra en el sistema nervioso, específicamente en lo que sucede a nivel neuronal con la Drosophila melanogaster (la mosca de fruta) y en la que pueden estudiar diferentes enfermedades como el cáncer, Parkinson, diabetes o problemas de degeneración de neuronas.

“Queremos entender cómo a partir de una célula básica vamos a generar muchos y diversos tipos de neuronas. Cada neurona tiene un blanco de unión en específico y sus axones deben de navegar por momentos grandes distancias en el cuerpo para llegar a la conexión correcta. ¿Cómo sabe una neurona en específico cuál es su blanco y cuál no es su blanco? Nosotros utilizamos la fluorescencia para empezar a identificar células para ver con qué otras neuronas se conectan”, ahondó la doctora Oyallon.

La importancia de conocer las conexiones entre neuronas no es menor, de hecho, podría incluso devolverle en un futuro la movilidad a personas que han perdido la función motora por algún tipo de accidente. “Si nosotros entendemos cómo una célula adquiere su identidad y cómo logra conectarse con un músculo podríamos entender cómo regenerar todo lo que se dañó y eventualmente permitir a las personas volver a caminar. Estas preguntas se pueden contestar estudiando a la mosca porque su organización es muy similar” (aunque es importante aclarar que se trata de un modelo animal muy diferente del humano).

Otro aspecto de la investigación de los ponentes se enfoca en la genética porque al modificar proteínas se pueden modificar comportamientos, algo que también han corroborado con sus estudios en la mosca.

Actualmente, ambos académicos colaboran con el Centro de Ciencias de la Atmósfera de la UNAM en una investigación cuyo objetivo es entender cuáles son los efectos del mercurio en el aparato reproductivo femenino de la mosca, que potencialmente puede ayudar a entender el comportamiento en otros organismos, incluido el humano.

“Un problema que tenemos en la vida actual es el mercurio, presente en pomadas, baterías, focos ahorradores de luz, pinturas, etcétera. Todo ese tipo de excesos en mercurio hace que éste se comience a difuminar en toda la atmósfera y se una al ciclo del agua, acumulándose por todas partes”, explicó Mojica. Cuando una mosca se ve expuesta al mercurio en diferentes concentraciones presenta una reducción en sus ovarios y en sus niveles de fertilidad.

La fluorescencia permite encontrar respuestas a este tipo de problemas en niveles microscópicos, algo más que tenemos que agradecerle a la naturaleza.

Pie de foto: Visualizar proteínas que no veíamos antes nos permite tener idea de  cómo interactúan las moléculas y las células, explicó el doctor Humberto Mojica. En la imagen, lo acompaña la doctora Justine Oyallon. (Fotos: Myriam Vidal Valero).

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