Científicos del Scripps Research Institute de Estados Unidos presentaron un nuevo método de “limpieza de tejidos” para hacer transparentes grandes muestras biológicas. La llamada técnica HYBRID hace que sea mucho más fácil visualizar y estudiar procesos biológicos saludables, relacionados con enfermedades que ocurren en múltiples órganos.
El equipo publicó el estudio en el artículo “HYBRiD: DISCO reforzado con hidrogel para limpiar cuerpos de mamíferos”, publicado en Nature Methods. Se explica que ese método combina elementos de los dos enfoques anteriores principales para la tecnología de limpieza de tejidos. Y se busca hacerlo más práctico y escalable que las aplicaciones anteriores.
“El reciente desarrollo de técnicas de limpieza cerebral basadas en solventes y polímeros ha mejorado nuestra capacidad para visualizar el sistema nervioso de los mamíferos en tres dimensiones. Sin embargo, sigue siendo un desafío obtener imágenes del cuerpo de los mamíferos en bloque. Aquí desarrollamos HYBRiD, un refuerzo basado en hidrogel de imágenes tridimensionales de órganos limpiados con solvente (DISCO). Mediante la recombinación de componentes de tuberías de limpieza a base de polímeros y orgánicos”, escribieron los investigadores.
La limpieza de tejidos significa el uso de solventes para eliminar las moléculas que hacen que el tejido se vuelva opaco (como la grasa). Esto hace que el tejido sea ópticamente transparente y mantenga la mayoría de las proteínas y estructuras en su lugar. Los científicos suelen utilizar balizas fluorescentes codificadas genéticamente o vinculadas a anticuerpos para marcar genes activos. U otras moléculas de interés en un animal de laboratorio. La limpieza de tejidos en principio permite que estas balizas se visualicen de una vez en todo el animal.
Técnica HYBRID facilita visualizar tejidos en detalle
Los investigadores señalaron que con este método “logramos una alta transparencia y retención de proteínas. Así como compatibilidad con imágenes fluorescentes directas e inmunotinción en cuerpos de mamíferos limpios. Usando modelos de parvalbúmina y somatostatina-Cre, demostramos la utilidad de la técnica HYBRiD. Para obtener imágenes del cuerpo de reporteros fluorescentes genéticamente codificados”.
Sin aumento de anticuerpos de las señales en ratones recién nacidos y juveniles, añadieron. Usando ratones transgénicos K18-hACE2, HYBRiD permitió la limpieza y visualización sin perfusión de la infección por SARS-CoV-2 en un tórax de ratón completo. Revelando características macroscópicas y microscópicas de la patología viral en la misma muestra.
“HYBRID es una técnica simple y universal de limpieza de tejidos para estudios de partes grandes del cuerpo o incluso animales completos”, dijo el autor principal del estudio, Li Ye, PhD. Y profesor asistente de neurociencia en Scripps Research Institute.
Los científicos comenzaron a desarrollar métodos de limpieza de tejidos hace unos 15 años. Principalmente con el propósito de rastrear las conexiones nerviosas dentro de todo el cerebro. Si bien los métodos funcionan bien para el cerebro, no funcionan tan bien cuando se aplican a otras partes del cuerpo. O cuerpos enteros que contienen estructuras más difíciles de disolver.
Estos métodos hasta ahora han utilizado disolventes orgánicos o disolventes a base de agua. Los primeros generalmente funcionan con mayor rapidez y potencia, pero tienden a disminuir las señales fluorescentes. Los métodos que usan solventes a base de agua son mejores para preservar la fluorescencia. Pero son poco prácticos para limpiar el tejido no cerebral. Además, ambos tipos de métodos requieren procedimientos onerosos y laboriosos, que a menudo utilizan productos químicos peligrosos.
«Un laboratorio ordinario generalmente no puede usar estos métodos de forma rutinaria y a escala», dice Yu Wang, coautor del artículo.
Agiliza procesos y abarata costos
El nuevo método ideado por Li Ye y su equipo usa una combinación secuencial de solventes orgánicos y detergentes a base de agua. Y hace uso de hidrogeles a base de agua para proteger aquellas moléculas dentro del tejido que necesitan ser preservadas. A menudo no requiere el bombeo de disolventes a través de la muestra.
«En muchos casos, puede simplemente poner todo en un frasco y mantenerlo en una coctelera en su mesa de trabajo hasta que esté listo», señaló Victoria Nudell, asistente de investigación en el laboratorio Ye. “Esto lo hace lo suficientemente práctico y escalable para el uso de rutina”.
Los investigadores demostraron la facilidad y utilidad de la técnica HYBRID en una variedad de aplicaciones. Estos incluyeron una colaboración con el laboratorio de John Teijaro, PhD, profesor asociado de inmunología y microbiología. Para obtener imágenes de células infectadas con SARS-CoV-2 en el cofre completo de ratones por primera vez. Un procedimiento cuya simplicidad, con el nuevo método , permitió que se hiciera en una instalación de bioseguridad de alto nivel donde el acceso a los equipos está estrictamente limitado.
Ye y su equipo ahora están trabajando con sus colaboradores científicos en múltiples aplicaciones del nuevo método, incluido el rastreo de vías nerviosas en el cuerpo.
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