Con microscopio gigante investigan el funcionamiento del cerebro

Un nuevo lente para observar pequeños organismos vivos y registrar sus procesos de desarrollo y crecimiento, se encuentra por primera vez en Chile y Latinoamérica. Su nombre es 4-Lens-Light Sheet, un microscopio de alta complejidad desarrollado en Alemania.

Su artífice, una alianza estratégica entre los Dres. Miguel Concha y Steffen Härtel del Instituto Milenio de Neurociencia Biomédica, BNI y el Dr. Ulrich Kubitscheck, de la Universidad de Bonn. Fueron 4 años lo que se tardó en diseñar, construir e implementar este equipo en Chile, que hoy permite registrar en 3D y en forma simultánea, todas las células de un embrión de pez cebra, larva de mosca de la fruta o cerebro de ratón, sin generar daño en las muestras. Dicho avance, permitirá comprender mejor el origen y desarrollo de tejidos y órganos en los organismos, y para el caso del cerebro, su funcionamiento, ayudando también al desarrollo de nuevas terapias para enfermedades neurodegenerativas, una tarea esencial de BNI.

Para el Dr. Ulrich Kubitscheck, gestor de esta herramienta, participar en este desarrollo tecnológico es un hecho que lo llena de satisfacción, ya que además el microscopio fue elaborado de forma personalizada para el centro chileno.

“En ciencia no solo produces cosas tangibles, sino también conocimiento. Y en mi caso, poder construir algo distinto en ciencia, crear una nueva idea, una nueva colaboración y hacer la diferencia, me resulta fascinante. Esto, se suma a mi relación personal con Chile, que se inició gracias a la poesía de Pablo Neruda”, comenta el Dr. Kubitscheck.

Observar lo nunca visto

Instalado en una sala de la Facultad de Medicina de la Universidad de Chile, al interior del laboratorio compartido por los Dres. Härtel y Concha, el 4-Lens Light Sheet no tiene el aspecto de un clásico microscopio. Sus piezas se encuentran dentro de una plataforma de vidrio, que cuenta con una pequeña ventana en su parte superior, para introducir las muestras vivas cuyo tamaño debe ser inferior a los 3 milímetros de diámetro.  Y aunque aún se encuentra en fase de implementación, ya es posible observar las imágenes de un embrión de pez cebra en tiempo real, a través de tres monitores.

“Es como tener un nuevo ojo, un lente que nos permite ver fenómenos que jamás antes pudimos observar en el contexto tecnológico. Este aparato genera una avalancha de datos similar a la astronomía, que con el tiempo, tendremos que ir analizando. Además,  el equipo está personalizado y nosotros podemos programarlo de acuerdo a nuestras necesidades”, señala Steffen Härtel, Director del Laboratorio de Procesamiento de Imágenes (SCIAN-Lab).

Similar opinión comparte Miguel Concha, Director del Laboratorio de Estudios Ontogénicos (LEO), para quien este microscopio es una verdadera obra de arte. “Light Sheet es el método menos invasivo y tóxico en el mundo, que genera el menor impacto al momento de observar. “El equipo produce imágenes fascinantes del mundo microscópico, que nos permiten explorar el origen y función de tejidos y órganos sin perturbarlos. Tenemos así acceso a un flujo de información rápida y fluida, de gran relevancia para el campo de la biología del desarrollo, y par áreas de la biomedicina más aplicadas”.

Alianzas de colaboración

Para los científicos de BNI, la llegada del equipo a Chile –solo hay alrededor de 10 en todo el mundo- no sólo representa la incorporación de mejor tecnología en microscopía a sus laboratorios. “El hecho, también implica el fortalecimiento de una alianza estratégica entre instituciones chilenas y alemanas”, según comenta el Dr. Concha, y también la implementación de un modelo tecnológico que se ajusta a las necesidades emergentes de la investigación en Chile. Los investigadores de BNI, también señalan que la interacción con esta herramienta, abre camino a la integración multidisciplinaria, y a la formación de nuevos profesionales  de la ciencia y tecnología, tanto de Chile como del extranjero.

Para ambos científicos del BNI, avanzar y fortalecer el desarrollo científico, no es una tarea que deba suceder de manera aislada, sino que en el marco de colaboraciones y una apertura a lo multidisciplinario, hecho que además se refleja en la presencia de profesionales de diversas áreas en sus laboratorios: biólogos, biofísicos, ingenieros, informáticos, entre otros. Y son justamente, algunos de estos profesionales, quienes ya han recibido entrenamiento o bien se están capacitando para hacer operar al Light Sheet.

Curso internacional

En ese marco de interacción y abordaje de la microscopía, el BNI ha fomentado la realización de jornadas internacionales. Una de ellas, es “Optics, Forces & Development”, curso internacional de una semana recientemente efectuado en la U. de Chile en colaboración con Visual·D, un anillo de ciencia y tecnología de Conciyt, que tuvo por objetivo entregar entrenamiento en aspectos teóricos y prácticos sobre microscopía en vivo, y estrategias de visualización y manipulación de células y tejidos en desarollo.  Esto, dirigido a la comunidad de estudiantes, postdoctores y científicos jóvenes de América Latina.

Este curso coincidió con el desarrollo del simposio internacional “Nuevas fronteras en microscopía Light sheet”, dirigida a abordar diversos aspectos en torno al desarrollo y aplicaciones de esta nueva tecnología. Este simposio contó con la participación de tres destacados conferencistas internacionales, los Dres. Ulrich Kubitscheck de Alemania, Shigenori Nonaka, de Japón, y Scott Fraser de Estados Unidos.

“La semana de actividades, se enmarca en la cuarta versión de este curso, cuya filosofía es  transmitir la experticia en las áreas de la óptica, matemáticas y análisis de imágenes, fuerzas, y desarrollo de tejidos a los estudiantes de Chile y Latinoamérica. Esto nos permite generan una interacción mayor entre países de la región y empujar nuevas colaboraciones. Sin duda, esto además se ve fortalecido por la llegada de nuevo microscopio, y las actividades que hemos generado para actualizar a la comunidad científica, sobre el manejo de esta tecnología”, puntualiza Concha