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» » Tintando el ADN para iluminar células vivas

Referencia: Phys.org, 1 de octubre 2015
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Los científicos EPFL han desarrollado una nueva forma de tintar el ADN para tomar imágenes de las células vivas.

Mitosis de una célula HeLa viva tintada con SIR-Hoechst, cuya estructura química está superpuesta. Crédito: Kai Johnsson / EPFL
Uno de los santos griales de la bio-imagen es el de visualizar el funcionamiento interno de una célula, mientras que aún está viva. Esto significa que estas células vivas que se ponen bajo el microscopio corren el riesgo de ser asesinadas por la luz y los tintes fluorescentes utilizados para resaltar sus estructuras. Las células vivas son sensibles a la luz intensa, y corren mayor peligro ante las luces azules usadas para imágenes de ultravioleta. Los científicos de EPFL han desarrollado ahora una nueva forma de tintar el ADN que se puede utilizar de forma segura para obtener la imagen en vivo de las células de mamíferos durante días, incluso bajo condiciones exigentes de imagen. El trabajo se ha publicado en Nature Communications, y se ha incorporado a la nueva start-up Spirochrome de EPFL.

Este tinte fluorescente que ilumina el ADN de una célula en vivo nos permiten rastrear los procesos biológicos fundamentales, como la división celular. Sin embargo, los tintes actuales son en sí mismas tóxicas o requieren tipos de luz (por ejemplo, el azul) que pueden dañar las células. Idealmente, un tinte fluorescente del ADN segura se debería activar en un espectro más lejano y seguro de la luz como es el rojo.

Además, muchos tintes de ADN no son compatibles con la microscopía de superresolución, una moderna técnica de imagen que puede capturar imágenes de células a una resolución más alta que la permitida por los microscopios comunes. En consecuencia, la comunidad biológica ha estado esperando una tinción de ADN de baja toxicidad, que trabaje con la lejana luz roja y que se puede utilizar en microscopía de superresolución.

Una tinción de ADN que lo hace todo

El laboratorio de Kai Johnsson en EPFL ha desarrollado una tinción de ADN que cumple con todos los requisitos. Los científicos combinaron dos moléculas. La primera es una molécula fluorescente (rodamina silicio o SiR) que funciona en el espectro rojo lejano y fue previamente desarrollada en el laboratorio Johnsson. La segunda es la bien conocida tinción de ADN, Hoechst (su nombre químico es bisbenzimide). El equipo ha nombrado el resultado del nuevo tinte de ADN como "SiR-Hoechst".

La nueva tinción funciona mediante la unión de una parte de la hélice de ADN conocida como "surco menor". Una vez vinculado, se activa y emite una luz roja fluorescente y brillante. Esto es una gran ventaja, ya que el tinte produce muy poco ruido, si no ha encontrado su destino, permanece "apagada". Más importante aún, SiR-Hoechst puede unirse al ADN sin afectar a su función biológica en la célula. Y debido a que todas las células poseen ADN, se puede utilizar en numerosas especies, tipos de células y tejidos.

Dado que SiR-Hoechst trabaja con la lejana luz roja hay poco riesgo de daño en las células. Además, la luz que emite puede distinguirse fácilmente ante cualquier fondo de fluorescencia de las células vivas. Estas características dan a SiR-Hoechst una clara ventaja sobre otras tinciones de ADN: se puede mantener con seguridad la tinción de alta calidad de las células vivas durante más de 24 horas, permitiendo a los biólogos identificar las células individuales en el tejido o cultivo, o hacer seguimiento de procesos delicados, como la división celular, en tiempo real.

Adicionalmente, la tinción puede ser utilizada en imágenes de super-resolución de células vivas, allanando el camino para la imagen del ADN de las células y de los tejidos biológicos con exquisita resolución. Como señala Kai Johnsson: "La introducción de Sir-Hoechst en la bioimagen nos acerca a uno de sus principales objetivos: la observación de las maravillas de la naturaleza sin molestarla."

El equipo se está preparando para comercializar SiR-Hoechst a través de su compañía de lanzamiento Spirochrome, de EPFL. La compañía ya lleva en el negocio un tiempo, suministrando a la comunidad científica con una nueva clase de pruebas fluorescentes que pueden tomar imágenes del citoesqueleto de las células vivas con una resolución sin precedentes.

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Publicación: Lukinavicius G, Blaukopf C, Pershagen E, Schena A, Reymond L, Derivery E, Gonzalez-Gaitan M, D'Este E, Hell SW, Gerlich DW, Johnsson K. SiR-Hoechst is a far-red DNA stain for live-cell nanoscopy. Nature Communications 01 October 2015. DOI: 10.1038/NCOMMS9497.
Fuente: Nature Communications, por Ecole Polytechnique Federale de Lausanne.

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