Crean el primer microscopio electrónico en color

Observar objetos más pequeños que la longitud de onda de la luz visible tiene un precio. Durante décadas, la microscopía electrónica ha sido la gran solución a los límites de la óptica convencional y ha permitido observar procesos a nivel molecular que resultan indetectables con otras técnicas. Para hacerse una idea, estos microscopios permiten aumentar el tamaño de un objeto hasta diez millones de veces, pero tienen un inconveniente: al tratarse de un barrido con electrones, las muestras solo pueden observarse en blanco y negro y sin los matices del componente cromático.

Después de 15 años de trabajo, el equipo de Stephen Adams, investigador de la Universidad de California San Diego, presenta en la revista Cell Chemical Biology  el primer microscopio electrónico multicolor, que permitirá por primera vez observar los procesos en el interior de las células en imágenes en color. El sistema, aseguran sus autores, es análogo al de la microscopía de fluorescencia - una técnica que permite observar las muestras gracias a la luz emitida por proteínas fluorescentes colocadas en el espécimen biológico - pero con los detalles que solo puede ofrecer la microscopía electrónica. De hecho, el trabajo ha sido supervisado e inspirado por los creadores de esta técnica Mark Ellisman y Roger Tsien,  quienes ganaron en 2008 el premio Nobel de Química por su trabajo.

El sistema ha sido probado por primera vez con imágenes de una sinapsis celular

El sistema ha sido probado por primera vez con imágenes de una sinapsis celular y combinan los colores rojo, verde y amarillo para componer la captura. La técnica consiste en cubrir el espécimen con una serie de iones metálicos y utilizar un detector que captura los electrones que estos iones devuelven con una especie de 'firma' de color. "Es un poco como ver por primera vez una fotografía en color cuando solo has conocido el blanco y negro", asegura Adams. "Durante los últimos 50 años nos hemos acostumbrado tanto a las micrografías monocromáticas electrónicas que era difícil de imaginar que lo recuperaríamos".

La principal dificultad de la técnica, y por lo que la investigación ha llevado tantos años, es porque se necesita colocar una serie de capas metálicas sobre el espécimen de manera secuencial para que el sistema funcione. Tras numerosos ensayos y errores, los científicos escogieron tres metales de la familia de los lantánidos, el lantano (La), el cerio (Ce) y el praseodimio (Pr). "Teníamos un instrumento que funcionaba hace cuatro años, todo lo que necesitábamos era depositar los metales secuencialmente", explica Ellisman. "Pasamos una cantidad de tiempo terrible tratando de imaginar cómo depositar los lantánidos y despejarlo para que no reaccionaran con la segunda capa".

Una vez resueltos los problemas técnicos, los autores creen que el sistema tendrá múltiples aplicaciones. "Este método tiene muchas aplicaciones potenciales en biología, en el trabajo demostramos como puede ayudar a distinguir compartimentos celulares o seguir proteínas y etiquetar células", asegura Adams. Los científicos también quieren que la publicación sirva de homenaje a Roger Tsien, quien falleció el pasado mes de agosto y que realizó los primeros experimentos para aproximarse a la técnica hace 15 años. El trabajo publicado esta semana es el último que le aceptó una revista en vida a este premio Nobel.

Referencia: Multicolor electron microscopy for simultaneous visualization of multiple molecular species (Cell Chemical Biology)  DOI:j.chembiol.2016.10.006