Logran hacer transparente el cerebro para verlo mejor

Hasta ahora para obtener imágenes de alta resolución de los tejidos biológicos era necesario hacer secciones muy finas, lo que conlleva perder información sobre la conexión espacial entre sus estructuras, un dato fundamental cuando lo que se estudia es el cerebro. Para paliar este problema esas seccione se reconstruyen después tridimensionalmente, un proceso largo y complicado que tiene la limitación de que ha de hacerse con pequeños volúmenes de cerebro.

Obtener información tan detallada tanto desde el punto de vista estructural como molecular de distintos tejidos biológicos ha sido un reto fundamental en todos los campos de la investigación biológica. Por eso el equipo de Stanford, liderado por Karl Deisseroth, se propuso como objetivo hacer los tejidos transparentes y a la vez permeables a las macromoléculas preservando su estructura tridimensional.

Puesto que las membranas lipídicas que rodean las células son el principal obstáculo para el paso de las moléculas que tiñen y diferencian las estructuras de las células, los investigadores se plantearon eliminarlas sin dañar el tejido. Y lo lograron sumergiendo las muestras de tejido, e incluso el cerebro entero de un ratón de tres meses, en acrilamida, que hace posible conservar la estructura de los tejidos y células, al tiempo que los hace transparentes y permeables a macromoléculas permitir su examen.

Gracias a esta técnica han logrado ver como las neuronas se relacionan entre sí, además de las “estructuras subcelulares, proteínas, ácidos nucleicos y neurotransmisores”, destacan los investigadores. Además es compatible con las técnicas histoquímicas tradicionales para el estudio de los tejidos del cerebro.

Según los autores, esta técnica que transparenta grandes volúmenes de tejido puede utilizarse para analizar muestras clínicas y puede proporcionar información de las diferencias estructurales y moleculares en condiciones fisiológicas y patológicas. De hecho, los investigadores de Stanford han aplicado la técnica a una muestra de un cerebro humano almacenado en un banco de tejidos. Este tejido cerebral perteneció a un paciente con autismo y en él han podido ver las neuronas y sus proyecciones en muestras de medio milímetro de grosor obtenidas del lóbulo frontal. Es más, han podido observar que algunas de las neuronas establecían conexiones entre sí que no son habituales y que se parecen a las anomalías observadas en cerebros de personas con síndrome de Down.

“La idea de transparentar las grasas [de las membranas celulares y axones] es algo tradicional y es lo que hacemos de rutina con las secciones finas de tejido para poder ver las estructuras de interés al microscopio”, explica Carmen Cavada, catedrática de Neuroanatomía de la Facultad de Medicina de la Universidad Autónoma de Madrid. Lo novedoso de esta técnica, continúa, es que “se aplica a bloques de tejido o a cerebros enteros, lo que permite tener imágenes completas en tres dimensiones de las células o estructuras marcadas, evitando tener que estudiarlas en cortes y hacer luego reconstrucciones tridimensionales, como se viene haciendo tradicionalmente”.

En opinión de la doctora Cavada, ex presidenta de la Sociedad Española de Neurociencia, la nueva técnica “puede ayudar mucho a entender la estructura molecular del sistema nervioso en tres dimensiones”. Otra de las cualidades que resalta es la alta resolución que presenta, ya que permite ver axones individuales, somas y dendritas con gran nitidez.