Para observar células vivas a través de un microscopio, generalmente se exprime una muestra en un portaobjetos de vidrio. Luego yace allí tranquilamente y las células son observables. La desventaja es que esto limita el comportamiento de las células y solo produce imágenes bidimensionales.

Investigadores de la UiT, la Universidad Ártica de Noruega y el Hospital Universitario del Norte de Noruega (UNN), han desarrollado lo que denominan microscopio de próxima generación. La nueva tecnología puede tomar fotografías de muestras mucho más grandes que antes, mientras vive y trabaja en un entorno más natural.

Un desarrollo importante

La tecnología proporciona imágenes en 3D donde los investigadores pueden estudiar los detalles más pequeños desde varios ángulos, de forma clara y visible, ordenados en diferentes capas y todas las capas están enfocadas.

Los microscopios 3D ya existen, pero funcionan lentamente y dan peores resultados. El tipo más común funciona grabando píxel tras píxel en serie, que luego se ensamblan en una imagen 3D. Esto lleva tiempo y, a menudo, no pueden manejar más de 1 a 5 disparos por minuto. No es muy práctico si lo que vas a fotografiar es algo que se mueve.

“Con nuestra tecnología, podemos gestionar alrededor de 100 cuadros completos por segundo. Y creemos que es posible aumentar este número. Eso es justo lo que hemos demostrado con nuestro prototipo”, dice Florian Ströhl, investigador de la UiT.

El nuevo microscopio es el llamado microscopio multifoco, que proporciona imágenes completamente nítidas, ordenadas en diferentes capas, donde se pueden estudiar las células desde todos los ángulos.

«Es un gran problema. El hecho de que logremos obtener todo esto en una sola toma, es un gran avance», dice Ströhl.

Puede ver detrás de los objetos

Ströhl explica que no estamos hablando de 3D en la forma en que la mayoría de nosotros lo conocemos. Mientras que en una imagen 3D tradicional podrá percibir algún tipo de profundidad, con la nueva tecnología también podrá ver detrás de los objetos.

Ströhl usa un ejemplo en el que ves una escena de la jungla en 3D en el cine.

«En una imagen 3D normal, puedes ver que el bosque tiene profundidad, que algunas hojas y árboles están más cerca que otros. Con la misma tecnología que usamos en nuestro nuevo microscopio 3D, también puedes ver al tigre escondido detrás de los arbustos.. Puede ver y estudiar varias capas de forma independiente», dice Ströhl.

Ahora no usas un microscopio para buscar tigres en la jungla, pero para los investigadores esta puede ser una herramienta importante cuando buscan respuestas en los más mínimos detalles.

Estudiando las células del corazón, mientras laten

Ströhl ha colaborado con investigadores y médicos del Hospital Universitario del Norte de Noruega (UNN) en el desarrollo de esta tecnología.

Entre otras cosas, trabajan para comprender y desarrollar mejores métodos de tratamiento para diversas enfermedades cardíacas.

Estudiar un corazón humano vivo es un desafío, tanto por razones técnicas como por razones éticas. Por lo tanto, los investigadores han utilizado células madre que se manipulan para que imiten a las células del corazn. De esta manera, pueden desarrollar tejido orgánico que se comporte como lo haría en un corazón humano, y pueden estudiar y probar este tejido para comprender mejor lo que está sucediendo.

Este tejido es casi como un pequeño trozo de carne viva, de aproximadamente 1 cm de tamaño. Esto lo convierte en una situación de prueba muy exigente, donde las células del corazón laten y están en constante movimiento a lo largo del hecho de que la muestra es demasiado grande para estudiarla con microscopios tradicionales. El nuevo microscopio maneja esto bien.

«Tienes este trozo de carne bombeando en un tazón, del cual quieres tomar fotografías de microscopio. Quieres ver las partes más pequeñas de esto, y quieres una resolución súper alta. Lo hemos logrado con el nuevo microscopio». dice Ströhl.

división de fórmula 1

Kenneth Bowitz Larsen dirige un gran laboratorio con microscopios avanzados que utilizan todos los grupos de investigación de la Facultad de Salud de la UiT. Ha probado este nuevo microscopio y es optimista.

«El concepto es brillante, el microscopio que han construido hace cosas que los sistemas comerciales no hacen», explica Larsen. El laboratorio que dirige utiliza principalmente microscopios comerciales de proveedores como Zeiss, Nikon, etc.

«Luego también colaboramos con grupos de investigación como el que representa Florian Ströhl. Construyen microscopios y prueban conceptos ópticos, son como la división de microscopía de fórmula 1», dice Larsen. Larsen tiene mucha fe en el nuevo microscopio que ha creado Ströhl.

Los microscopios comerciales deben poder utilizarse para todo tipo de muestras posibles, mientras que el microscopio que ha desarrollado Ströhl se adapta más a una tarea específica.

«Es muy fotosensible y puede representar el espécimen en varios enfoques. Puede abrirse paso a través de la muestra y puede ver tanto alto como bajo. Y sucede tan rápido que prácticamente se puede ver en tiempo real. Es un microscopio extremadamente rápido», dice Larsen.

Según Larsen, las pruebas realizadas hasta el momento muestran que esto funciona bien, y cree que este tipo de microscopio se puede usar con el tiempo en todo tipo de muestras en las que se observan seres vivos que se mueven.

También ve otra ventaja con la velocidad de este microscopio.

«Las luces brillantes no son amables con las células. Dado que este microscopio es tan rápido, expone las células a una iluminación mucho más corta y, por lo tanto, es más suave», explica.

La tecnología está patentada

El prototipo del microscopio funciona y está operativo. Los investigadores están trabajando actualmente en la creación de una versión mejorada que sea más fácil de usar, para que más personas puedan operar y usar el microscopio.

Los investigadores también solicitaron una patente y también están buscando socios industriales que desarrollen esto en un microscopio que estará disponible para la venta.

Mientras tanto, el prototipo se pondrá a disposición de los socios locales que puedan beneficiarse de la nueva tecnología.

«También se lo ofreceremos a otros en Noruega, si tienen muestras particularmente exigentes que quieren examinar», dice Ströhl.