octubre 18, 2021

El ‘GPS’ celular proporciona una vista en tiempo real del viaje de una célula a través del cuerpo

La idea de poder observar a una sola célula sanguínea o inmunitaria realizar su trabajo diario dentro del cuerpo es algo que nos llena de asombro.

Ahora, el oncólogo de radiación de Stanford, Guillem Pratx , PhD, y el becario postdoctoral Kyungoh Jung , PhD, se han acercado un paso más a hacer realidad este sueño. Han ideado una forma de utilizar una tecnología de imágenes común llamada tomografía por emisión de positrones , o PET, para observar el movimiento de una sola célula inyectada en un ratón de laboratorio en tiempo real. Los investigadores publicaron recientemente sus resultados en Nature Biomedical Engineering.

Una técnología nueva hace posible observar el movimiento de una sola célula inyectada en un ratón de laboratorio en tiempo real
Imagen de Narupon Promvichai en Pixabay

Como explicó Pratx:

Las exploraciones PET son una de las formas más sensibles de detectar procesos moleculares en pacientes. En los Estados Unidos se realizan más de dos millones de tomografías por emisión de positrones cada año, pero hasta ahora nadie había intentado rastrear el movimiento de una célula individual utilizando PET.

Etiquetado de una sola celda con radiactividad

Las tomografías por emisión de positrones se basan en el uso de medicamentos radiactivos llamados trazadores . Estos trazadores se inyectan en el cuerpo; y se acumulan en áreas de alta actividad metabólica o química, que a menudo señalan la presencia de enfermedades como el cáncer o enfermedades cardíacas. A continuación, se utilizan escáneres grandes de cuerpo entero para identificar la ubicación de la señal radiactiva dentro del paciente.

Sin embargo, hasta ahora ha sido imposible etiquetar una sola célula con suficiente radiactividad para que sea detectable dentro de un animal vivo. Es decir, hasta que Pratx y Jung tuvieron la idea de cargar un radioisótopo en lo que se llaman nanopartículas de sílice mesoporosas .

«Estas partículas son como pequeñas esponjas, son muy porosas», dijo Pratx. «Así que cargamos el radioisótopo en las nanopartículas y luego lo unimos a las células de cáncer de mama humano cultivadas en el laboratorio».

Rastrear una sola celda en un mouse

La técnica funcionó y los investigadores pudieron rastrear el movimiento de una sola célula marcada desde su inyección en la vena de la cola de un ratón de laboratorio hasta su lugar de descanso final en el pulmón del animal. Sin embargo, tenían que ser rápidos. La célula etiquetada avanzó rápidamente en el flujo sanguíneo a una velocidad de cinco centímetros por segundo.

Aunque la técnica, que los investigadores llaman cellGPS, aún necesita optimizarse antes de que pueda usarse en humanos, es emocionante imaginar las posibilidades futuras.

Como explicó Pratx:

Ahora tenemos la sensibilidad para observar la ubicación y el historial de movimiento de las células individuales, en lugar de solo verlas en un solo punto en el tiempo. Esto puede ser particularmente útil para rastrear la efectividad o el resultado de terapias celulares, como las células CAR-T que luchan contra el cáncer, particularmente en tumores sólidos. ¿Están llegando al tejido objetivo? ¿Cuánto tiempo se tarda? ¿Cómo responde el tumor? Con el tiempo, esperamos tener la capacidad de rastrear múltiples células individuales simultáneamente.

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