Mediante una innovadora técnica de microscopía, un equipo de investigadores del MIT y del Hospital Brigham and Women's/Escuela de Medicina de Harvard ha logrado capturar imágenes del tejido cerebral humano con una resolución sin precedentes, desvelando células y estructuras anteriormente invisibles. Entre los descubrimientos más destacados, se reveló que algunos tumores cerebrales considerados de "bajo grado" albergan células tumorales inesperadamente agresivas, sugiriendo una posible mayor agresividad de estos tumores de lo previamente estimado.
Este avance prometedor abre la puerta a nuevas posibilidades en el diagnóstico de tumores cerebrales, ofreciendo pronósticos más precisos y facilitando a los médicos la elección de tratamientos más adecuados. El profesor Pablo Valdés, ex postdoctorado del MIT y ahora docente de neurociencia en la Rama Médica de la Universidad de Texas, comenta: “Estamos empezando a comprender la importancia de las interacciones entre las neuronas y las sinapsis con el tejido cerebral circundante en el crecimiento y la progresión de los tumores. Muchas de estas conexiones eran invisibles con las herramientas convencionales, pero ahora disponemos de una herramienta para explorar estos tejidos a una escala nano y profundizar en la comprensión de estas interacciones”.
El novedoso método de obtención de imágenes se fundamenta en la microscopía de expansión, una técnica desarrollada en el laboratorio de Boyden en 2015. La premisa básica consiste en expandir el propio tejido en lugar de depender de microscopios potentes y costosos para lograr imágenes de alta resolución. La técnica implica incrustar el tejido en un polímero que se expande al añadir agua, ablandando y rompiendo las proteínas que mantienen cohesionado el tejido. Esta expansión permite obtener imágenes con una resolución de alrededor de 70 nanómetros, previamente alcanzable solo con microscopios electrónicos especializados y costosos.
En este estudio, los investigadores idearon un nuevo protocolo de ablandamiento de tejidos que rompe el tejido pero conserva las proteínas. Tras la expansión del tejido, las proteínas se marcan con anticuerpos fluorescentes comerciales, permitiendo múltiples rondas de imágenes con distintas proteínas marcadas en cada una. "Vimos que podíamos expandir el tejido, podíamos eliminar las proteínas y podíamos obtener imágenes de muchas, muchas proteínas en el mismo tejido realizando múltiples rondas de tinción", dijo Valdés.
"Vimos que podíamos expandir el tejido, podíamos eliminar las proteínas y podíamos obtener imágenes de muchas, muchas proteínas en el mismo tejido"
Este ensayo dio como resultado una técnica de despoblamiento para su uso con muestras de tejido cerebral humano que se utilizan en entornos clínicos para el diagnóstico patológico y para guiar las decisiones de tratamiento. Puede ser más difícil trabajar con estas muestras porque generalmente están incluidas en parafina y tratadas con otros químicos que deben descomponerse antes de que se pueda expandir el tejido. Los investigadores etiquetaron hasta 16 moléculas diferentes por muestra de tejido. Las moléculas a las que se dirigieron incluyen marcadores para una variedad de estructuras, incluidos axones y sinapsis, así como marcadores que identifican tipos de células como los astrocitos y las células que forman vasos sanguíneos. También etiquetaron moléculas relacionadas con la agresividad de los tumores y la neurodegeneración.
Utilizando este enfoque, los investigadores analizaron tejido cerebral sano, junto con muestras de pacientes con dos tipos de glioma: glioblastoma de alto grado, que es el tumor cerebral primario más agresivo y de mal pronóstico, y gliomas de bajo grado, que se consideran menos agresivo. “Queríamos analizar los tumores cerebrales para poder comprenderlos mejor a nivel de nanoescala y, al hacerlo, poder desarrollar mejores tratamientos y diagnósticos en el futuro. En este punto, se trataba más bien de desarrollar una herramienta para poder entenderlos mejor, porque actualmente en neurooncología la gente no ha hecho mucho en términos de imágenes de superresolución”, dice Valdés.
Para identificar células tumorales agresivas en los gliomas que estudiaron, los investigadores etiquetaron vimentina, una proteína que se encuentra en los glioblastomas altamente agresivos. Para su sorpresa, encontraron muchas más células tumorales que expresaban vimentina en gliomas de bajo grado que las que se habían observado utilizando cualquier otro método. "Esto nos dice algo sobre la biología de estos tumores, específicamente, cómo algunos de ellos probablemente tienen una naturaleza más agresiva de lo que se podría sospechar al realizar técnicas de tinción estándar", dice Valdés. Cuando los pacientes con glioma se someten a cirugía, las muestras de tumores se conservan y analizan mediante tinción inmunohistoquímica, que puede revelar ciertos marcadores de agresividad, incluidos algunos de los marcadores analizados en este estudio.
“Este tipo de descubrimiento nos permitirá determinar a qué moléculas cancerosas apuntar para poder diseñar mejores tratamientos”, expresa Valdés. Los investigadores esperan que su técnica de microscopía de expansión pueda permitir a los médicos aprender mucho más sobre los tumores de los pacientes, ayudándoles a determinar qué tan agresivo es el tumor y guiando las opciones de tratamiento. Valdés ahora planea realizar un estudio más amplio de los tipos de tumores para intentar establecer pautas de diagnóstico basadas en los rasgos del tumor que pueden revelarse mediante esta técnica.
"Nuestra esperanza es que esto sea una herramienta de diagnóstico para detectar células marcadoras, interacciones, etc., algo que antes no podíamos hacer", afirma. "Es una herramienta práctica que ayudará al mundo clínico de la neurooncología y la neuropatología a analizar las enfermedades neurológicas a nanoescala como nunca antes, porque fundamentalmente es una herramienta muy sencilla de usar".