Corazones trasparentes

Un grupo de científicos españoles ha elaborado una serie de técnicas que permiten hacer corazones trasparentes de embriones de ratón. Por tanto, pueden ver su conjunto de venas y arterias en 3D. Desde hace años, este grupo de investigación del Hospital Gregorio Marañón, liderado por María Victoria Gómez, ha publicado numerosos avances basados en 3 pasos: limpiar los tejidos para trasparentarlos, administrar moléculas fluorescentes y emplear la microscopia más avanzada.

Técnica CUBIC

En este sentido, Gómez recuerda que “utilizamos una técnica denominada CUBIC. Consiste en preparar una mezcla de reactivos que elimina los lípidos, el principal elemento que hace opacos los tejidos”. De hecho, al hacer las muestras transparentes mediante este clareado, la luz puede penetrar en ellas. De este modo, los científicos observan al detalle aspectos que de otra forma pasarían desapercibidos.

Este procedimiento es compatible con la técnica que permite marcar proteínas específicas con fluorescencia y aplicarla al órgano entero. Para poder ver estas proteínas fluorescentes en tejidos u órganos completos, investigadores del Gregorio Marañón cuentan con un microscopio de alta resolución de características especiales de los conocidos como SPIM, que utilizan un láser que hace un barrido por la muestra. Por eso, cuando esta es trasparente, el láser llega a las moléculas internas, excitando los componentes que las hacen fluorescentes.

De esta forma, “antes solo podíamos ver en 2D, es decir, nos quedábamos en la superficie y, ahora, al conseguir que el tejido sea trasparente, lo vemos en 3D porque la luz entra en el tejido. Ya no rebota en el exterior”. En este caso, aparecen todos los vasos sanguíneos de un corazón de ratón gracias a la microscopia óptica. En todo el proceso colaboran Manuel Desco, jefe del servicio de la Unidad de Medicina y Cirugía Experimental del Hospital Gregorio Marañón, y Jorge Ripoll que, junto a María Victoria Gómez, es otro de los jefes de grupo dentro de este servicio.

Órganos trasparentes

En realidad, las técnicas que hacen trasparentes los tejidos existen desde hace tiempo, pero “se han encontrado con muchos hándicaps”. A juicio de la experta, “sobre todo porque los reactivos químicos deformaban las muestras”. No obstante, hace 4 o 5 años, se han conseguido optimizar y parece que ha llegado su momento. “Ahora hay mucho más interés y el factor principal es que se han desarrollado los microscopios de alta resolución que permiten trabajar con muestras de tejidos grandes, no solo con los cortes planos habituales”.

Apenas ha comenzado a fabricarse estos microscopios, pero gracias a las técnicas de clareado, la fluorescencia y la capacidad que tiene esta tecnología para estudiar tejidos 3D, permiten observar nuevas conexiones entre moléculas. “Vemos proteínas específicas en el órgano completo, mientras que antes se trabajaba con una loncha finísima, de apenas unas micras, con lo cual tenías una visión sesgada”, explica.

“Podríamos trasparentar un ratón entero, pero en realidad esto no nos aporta mucho, sobre todo si ya es un adulto. Lo que hacemos en nuestro laboratorio, aparte de analizar cómo es un órgano sano, es estudiar un modelo de infarto de miocardio. Estudiar el corazón completo es una gran ventaja para analizar lo que cada proteína y cada célula tienen alrededor y cómo se relacionan con ello, así las comparamos con las de un corazón sin problemas».

En el caso de otros órganos, ver esas conexiones puede ser igual o más importante. “Cuando hablamos de conexiones enseguida pensamos en las neuronas”. De hecho, “nuestra técnica CUBIC, que elimina los lípidos para trasparentar los tejidos, se describió por primera vez en 2014 para el cerebro, un órgano que tiene mucha materia grasa”, asegura la especialista.

Biopsias humanas

Investigadores del Gregorio Marañón han trabajado con diversos animales: ratón, rata, embrión de pollo y mosca. También con el pez cebra, un animal habitual en experimentación que tiene la ventaja de que ya es trasparente de forma natural. Además, estar en un contexto clínico los ha abierto la puerta a un nuevo campo en el que aplicar la técnica de clareado: los tejidos humanos.

«Lo hemos hecho en biopsias de melanoma, timo y colon. En función de la naturaleza del tejido se transparentan mejor o peor, pero lo importante es que le estamos encontrando una utilidad clínica a esta técnica, puede servir para diagnosticar y tiene un gran potencial», asegura. Además, en función del tejido se trasparentaban mejor o peor, pero “lo importante es que estamos encontrando una utilidad clínica a esta técnica”.

Por otro lado, la idea es analizar un mayor trozo de tejido en 3D. Gracias a que es trasparente ofrece mucha más información que el diagnóstico a partir de una biopsia tradicional. Además, la rapidez es otra ventaja, puesto que es posible clarear las muestras y estudiarlas en el microscopio en tiempos muy cortos.  El único inconveniente es que “hay que optimizar la técnica para cada tejido y marcar proteínas específicas”.