Equipamiento permitirá avanzar en el estudio del cerebro humano

Científicos de la U. de Chile trabajan con microscopio de alta complejidad único en Latinoamérica

Permite observar el crecimiento y desarrollo de muestras vivas en tres dimensiones durante largos períodos de tiempo. Su nombre es 4-Lens-Light Sheet y solo hay doce ejemplares de su tipo en el mundo. El único que existe en Latinoamérica llegó a Chile hace unos meses y está instalado en los laboratorios del Instituto de Ciencias Biomédicas (ICBM) de la Facultad de Medicina de la Universidad de Chile. Su uso abriría nuevos horizontes en la microscopía chilena.

Los laboratorios de Procesamiento de Imágenes Científicas (SCIAN) y de Estudios Ontogenéticos (LEO) del ICBM cuentan con una nueva dependencia, exclusivamente habilitada para el funcionamiento del 4-Lens-Light Sheet, microscopio que a simple vista es muy diferente a lo común. Sobre un mesón central -equipado con tecnología antivibratoria- se dispone la estructura principal del Light Sheet, protegida por una cúpula de acrílico que lo mantiene libre de todo agente en suspensión en el aire que pudiese interferir con la óptica y la muestra.

Frente al mesón tres pantallas de alta resolución hacen visible la muestra que se está observando. La imagen entregada tiene la cualidad de contener al espécimen en forma completa, permitiendo el análisis de los eventos biológicos en su contexto global. Dicha imagen se procesa en un tiempo menor al usual en microscopía confocal fluorescente y las muestras utilizadas pueden ser de mayor tamaño que las que se acostumbra observar. Estas características permiten la visualización total de los procesos de desarrollo de manera óptima y por largos periodos de tiempo. Las muestras observadas corresponden principalmente a embriones de pez cebra, larvas de moscas de la fruta y partes de cerebros de rata.

El equipo a cargo del microscopio Light Sheet en la U. de Chile está compuesto por miembros de los laboratorios SCIAN y LEO, ellos son: el Dr. Steffen Härtel, investigador principal y jefe del Laboratorio de Procesamiento de Imágenes y Microscopía Virtual del Biomedical Neuroscience Institute (BNI); el Dr. Miguel Concha, investigador principal en áreas de Desarrollo Embrionario y Morfogénesis Celular en pez cebra (BNI) y director del proyecto Fondequip EQM130051, el que financió el equipo; y el Dr. Víctor Castañeda, quien realizó su tesis doctoral en temas de procesamientos de imágenes endoscópicas y sensores 3D y realiza actualmente su Post-Doctorado en SCIAN Lab.

Con ellos colabora el Dr. Ulrich Kubitscheck, de la Universidad de Bonn, quien junto a su equipo, compuesto por el Dr. Eugen Baumgart, Alexander Harder y Nicolai Pechstein, realizó el diseño, construcción y calibración del microscopio en Alemania. El profesional comenta que entre las características que hacen tan especial a este equipo se encuentra su doble iluminación, doble observación y la capacidad de poder rotar la muestra para observarla desde diferentes ángulos.

El microscopio llegó durante el mes de septiembre del año pasado a las dependencias del ICBM, y el encargado del montaje fue el Dr. Castañeda, quien debió capacitarse para lograr la alineación del equipo, junto con el uso y la programación de control.

Aporte a la ciencia en Chile

El Dr. Kubitscheck advierte que, además de ser este un gran paso para la ciencia chilena, los profesionales chilenos encargados de mantener y utilizar este microscopio, poseen un bagaje bastante completo para hacerlo. Agrega además que hay dos razones por las que este microscopio se vuelve tan importante y novedoso: la primera es que permite la visualización de la muestra en planos separados y la segunda es que se puede tener una imagen completa de la muestra.

La cantidad de datos generados por el Light Sheet también representa un desafío. En ese sentido, el Dr. Castañeda, quien trabaja en el “Full Data” que regula y agrupa toda la información que se desprende desde el microscopio, considera que es sumamente positivo que en nuestro país se pueda trabajar con este equipo que favorece el análisis de tejidos y células, en escalas superiores a las usadas anteriormente. En lo particular, este microscopio favorecerá la actividad científica en Chile, a través del estudio acabado del origen de ciertas enfermedades neurodegenerativas, e incluso el cáncer.

En la misma línea el Dr. Concha, quien lidera LEO Lab, considera que este microscopio contribuirá a generar una nueva forma de entender la ciencia biológica y la manera en que se investiga un organismo vivo, además de favorecer la evolución de las tecnologías que se relacionan con el estudio de la biología del desarrollo.