Los neurocientíficos han desarrollado una manera de volver transparente a un ratón entero, incluyendo sus músculos y órganos internos, e iluminar las vías nerviosas que se extienden por su cuerpo.
El proceso, llamado uDisco, brinda una forma alternativa para que los investigadores estudien el sistema nervioso de un organismo sin tener que cortar secciones de sus órganos y tejidos. Permite a los científicos emplear un microscopio para seguir a las neuronas desde el cerebro y la columna vertebral del roedor hasta los dedos de sus patas delanteras y traseras.
“Cuando vi en el microscopio las imágenes que mis estudiantes estaban obteniendo, dije: ‘Oigan, esto es maravilloso’”, contó Ali Ertürk, neurocientífico de la Universidad Ludwing Maximilians de Múnich, Alemania, y autor del trabajo. “Podemos mapear la conectividad neuronal de todo el ratón en 3D”, explicó.
Su técnica fue publicada el lunes en la revista Nature Methods.
Hasta ahora solo se ha aplicado en ratones y ratas, pero los científicos piensan que algún día podría usarse para trazar el mapa del cerebro humano. También mencionaron que podría ser especialmente útil para estudiar los efectos de trastornos mentales como el Alzheimer o la esquizofrenia.
El doctor Ertürk y sus colaboradores estudian trastornos neurodegenerativos y se interesan particularmente por enfermedades que derivan en daño cerebral a causa de traumatismos. A menudo los investigadores estudian estas enfermedades observando cortes delgados de tejido cerebral en un microscopio.
“Esa no es una buena manera de estudiar las neuronas, porque si cortas el cerebro estás cortando también la red”, dijo Ertürk. “La mejor manera de observarlo es ver el organismo entero, no solo la lesión cerebral sino más allá de ella. Necesitamos tener el cuadro completo”.
Para lograrlo, Ertürk y su equipo desarrollaron un proceso de dos pasos que hace transparente a un roedor, y al mismo tiempo conserva sus órganos internos estructuralmente intactos. Los ratones que usaron ya estaban muertos y los habían marcado con una proteína fluorescente especial para que partes específicas de su anatomía brillaran.
Primero pusieron al ratón en un vaso con alcohol para deshidratarlo. El agua se comporta como un espejo y refleja la luz, por eso debían deshacerse de ella en los músculos y tejidos del ratón. Luego introdujeron al roedor en un solvente orgánico que disuelve su grasa, como lo hacen los detergentes lavavajillas.
Mientras los investigadores sumergían al ratón en alcohol y solvente orgánico, simultáneamente bombeaban los líquidos a través de sus vasos sanguíneos para mojar también su interior. Toma más o menos cuatro días que el ratón se haga transparente.
Otro efecto de la fórmula uDisco es que también encoge al ratón a cerca de la mitad o un tercio de su tamaño. Eso lo hizo lo suficientemente pequeño y flexible para caber bajo un microscopio.
Ertürk admite que el proceso es lo bastante sencillo como para que cualquier científico lo lleve a cabo. Sin embargo, dijo, el desafío es encontrar la combinación correcta de sustancias químicas (de entre los cientos de miles de posibilidades) que pueda hacer al ratón transparente mientras conserva la proteína fluorescente y mantiene se estructura interna normal.
Esta es la primera técnica que reúne todos esos requisitos; otros métodos agrandan el cuerpo o no conservan la fluorescencia.
“Las aplicaciones de este método son incontables”, señaló en un correo electrónico Ingo Bechmann, un profesor de anatomía de la Universidad de Leipzig, en Alemania, que no participó en el estudio. “Mientras que actualmente debemos preparar los órganos individuales para una evaluación histopatológica, en el futuro se utilizará uDisco en muchos casos”.
Matthias H. Tschöp, director de investigación del Centro de Diabetes en Helmholtz Zentrum München —donde investiga la manera en que el sistema nervioso interactúa con los órganos para controlar el metabolismo—, alabó la técnica en otro correo electrónico, pero se aseguró de hacer notar que en el futuro no se usará en humanos vivos, aunque sí podría emplearse en cadáveres. Él no participó en el estudio.
“El hecho de que la mayoría de los científicos biomédicos hubieran asociado esa tecnología con una película de ciencia ficción en lugar del trabajo cotidiano en la mesa de laboratorio refleja la naturaleza transformadora de este avance”, señaló.