Los investigadores han desarrollado un método innovador para obtener imágenes simultáneas de ADN y ARN dentro de células vivas utilizando luz infrarroja inofensiva e infrarroja cercana. Este avance, una colaboración entre el Instituto Nacional de Ciencia de Materiales (NIMS), la Universidad de Nagoya, la Universidad de Gifu y la Universidad de Adelaida, promete revolucionar la detección temprana de enfermedades y los estudios del envejecimiento celular. Los hallazgos, publicados en Science Advances, superan las limitaciones clave de las técnicas actuales de imágenes celulares.
El desafío con los métodos existentes
Las imágenes celulares tradicionales luchan por rastrear con precisión las primeras etapas del daño celular que preceden al envejecimiento o la enfermedad. Los métodos actuales a menudo se basan en luz ultravioleta visible (UV-vis), que puede dañar las células y distorsionar los resultados. También carecen de la sensibilidad para distinguir cambios sutiles en el estado celular, lo que provoca retrasos en el diagnóstico y una comprensión incompleta de los efectos del tratamiento. Se necesitaba con urgencia un método de obtención de imágenes universal y no tóxico.
Un avance de doble luz
El equipo de investigación logró la visualización simultánea de ADN y ARN empleando dos tipos distintos de luz de excitación inofensiva. Lo combinaron con sondas de tintes fluorescentes especialmente diseñadas (tintes de N-heteroaceno) que se unen selectivamente al ADN y al ARN. Este enfoque de imágenes duales permite una visión sin precedentes de la salud celular.
Los hallazgos clave incluyen:
- Sensibilidad mejorada: las imágenes de ARN demostraron ser más efectivas para predecir el daño celular temprano y el envejecimiento que los métodos tradicionales.
- Monitoreo integral: El método permite la detección precisa de las cuatro etapas de la muerte celular, proporcionando una imagen completa del destino celular.
- Enfoque no tóxico: El uso de luz infrarroja cercana garantiza un daño mínimo a las células vivas, lo que lo hace ideal para el monitoreo a largo plazo.
Implicaciones para el diagnóstico y el descubrimiento de fármacos
Este nuevo método supera las limitaciones de los sistemas de imágenes existentes al visualizar las transiciones de estado de una sola celda en tiempo real. La capacidad de rastrear cambios sutiles en el ADN y el ARN permite la detección ultra temprana del daño celular, potencialmente años antes de que se manifiesten los síntomas.
Las aplicaciones incluyen:
- Diagnóstico de células vivas no tóxicas: Monitoreo de la salud celular sin dañar la muestra.
- Detección de fármacos de alto rendimiento: Evaluación rápida de la eficacia de nuevas terapias.
- Medicina personalizada: Tratamientos personalizados basados en respuestas celulares individuales.
Mirando hacia el futuro: Detección de estados “previos a la enfermedad”
El equipo de investigación planea extender este método a organismos vivos, con el objetivo de establecer técnicas para la detección temprana de enfermedades y estrategias médicas de precisión. En última instancia, esperan desarrollar tecnologías capaces de identificar un estado “previo a la enfermedad”, un punto en el que la deriva celular indica un deterioro inminente de la salud.
“Este enfoque podría permitirnos intervenir antes de que se produzcan daños irreversibles, previniendo potencialmente por completo la progresión de la enfermedad”. — Investigador principal
Este avance representa un paso significativo hacia la atención médica proactiva, donde la monitorización celular temprana guía las intervenciones preventivas. Al visualizar los primeros signos de deterioro celular, este método promete redefinir la forma en que abordamos la detección y el tratamiento de enfermedades.
