Cerebros invisibles – Método CLARITY

Para estrenarme como colaboradora en esta bonita idea de blog, he decidido escribir mi primera entrada sobre una curiosa noticia que descubrí hace poco en clase de neurobiología.

Cuando hablamos de invisibilidad nos suena a ciencia ficción, ¿verdad? Sin ir más lejos de la realidad, hoy en día podemos afirmar la existencia de una técnica que podría convertir cualquier tejido en transparente, aunque el término correcto seria translúcido. 1

Estamos en el 2014 nenes, sí, va en serio.

En esta imagen vemos a la izquierda un encéfalo de ratón normal y a la derecha invisibilizado.

La técnica fue bautizada como método CLARITY: 2 3

Clear, Lipid-exchanged, Acrylamide hybridized Rigid, Imaging/immunostaining compatible, Tissue hYdrogel.

Fue desarrollada por Karl Deisseroth, profesor de bioingeniería, psiquiatría y ciencias del comportamiento de la universidad de Stanford (California); y Kwanghun Chung, colaborador postdoctoral en el laboratorio de Deisseroth 2010-2013. Hay controversia en su adjudicación. 4 5

 

¿Cómo lo han logrado?

Mediante una serie de tratamientos químicos y eléctricos en los que se quitan los componentes lipídicos del tejido, habiendo fijado antes una matriz transparente como la acrilamida, usada en el laboratorio en la común técnica de separación de proteínas llamada electroforesis. No iréis equivocados al pensar que deriva de ésta, ya que podemos decir que consiste en una electroforesis particular para limpiar el tejido de lípidos. 6

  • Primero obtenemos un tejido híbrido con el gel de acrilamida y formaldehido para permitir la fijación de ésta al resto de componentes no-lipídicos. Para hacer gelificar la matriz, se aumenta la temperatura de 4 a 37ºC.
  • Se aplica un campo eléctrico y SDS (detergente) para extraer los lípidos.
electroforesis

Geles de electroforesis SDS-PAGE. Tinción de Comassie

Desde el inicio de sus tiempos, la neurociencia se ha visto envuelta en la difícil tarea de estudiar los secretos estructurales y funcionales del cerebro y del sistema nervioso, desde el nivel de neuronas, conexiones sinápticas y neurotransmisores hasta anatomía, fisiología e integración de su funcionamiento. La metodología es variadísima. Actualmente se considera una ciencia multidisciplinaria que abarca desde los importantes estudios de Golgi y Cajal a las técnicas de imagen en 3D de resonáncia magnética, pasando fases de experimentación drásticas hasta incluso accidentales como el curioso caso de Phineas Gage, de quien no descarto hablar en otro artículo.

Hasta ahora, todas las posiblidades de estudio del cerebro in vitro de observación al microscopio pasaban por hacer secciones de éste (a partir de las cuales se hacen tinciones,  detección con anticuerpos, visualización de la expresión concreta de proteínas unidas a marcadores, etc) pero limitándose a fracciones, tejido disgregado o bien cultivos de líneas celulares neurales. Por lo que se perdía parte de información importante de integración fisiológica, conectividad y circuiteria neural.

La motivación del desarrollo de ésta técnica ha sido la de aportar herramientas para ampliar el estudio del sistema nervioso sin diseccionarlo, no sólo minimizando el daño tisular, sino que manteniendo así la perspectiva global necesaria para entender su funcionamiento, meta en la que hasta el abril de 2013 la ciencia se veía limitada.

Encéfalo de ratón tratado mediante CLARITY, en verde la fluorescencia de las neuronas que expresan la proteína exógena YFP

Un ejemplo de descubrimiento hecho gracias a éste novedoso método es el de la existencia de un patrón peculiar de sinapsis en el que las neuronas se conectan sobre sí mismas y vecinas adoptando la forma de una escalera, observado en animales con comportamientos parecidos al autismo (explicado como ejemplo en el siguiente vídeo). Otros ejemplos se pueden encontrar en la página de recursos de CLARITY: 7

vídeo: http://youtu.be/c-NMfp13Uug

Sin lugar a duda, éste método es una potentísima herramienta para la actual y futura investigación, su única condición son tejidos post-mortem. Puede que más consecuencia que condición, con lo que, por quien aún se lo preguntase, no seria en absoluto viable para hacer a un humano invisible! Puestos a hipotetizar, aunque tengo mis dudas en su resultado sobre estructuras óseas, imaginarse a uno mismo sin membranas ni orgánulos celulares y con todo el cuerpo forzosamente fijado a una matriz gelatinosa que en su estado líquido te ha sido perfundida en sangre, junto a una sesión de silla piscina eléctrica posterior, hmm… no apetece.

Escrito por: Anna Vidal

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