El premio Nobel de Química del 2014 ha recaído sobre los investigadores Eric Betzig, del Instituto Médico Howard Hughes, William E. Moerner, de la Universidad de Standford, y Stefan Hell, del Instituto Max Planck de Alemania, por sus investigaciones que han dado lugar al desarrollo de la microscopía de fluorescencia de super-resolución, denominada también "nanoscopía".
No cabe duda que este galardón ha premiado la búsqueda de información (bio)química de calidad, siendo una herramienta de análisis muy útil para el desarrollo de la Nanotecnología. Ya en 1959 Richard Feynman, el considerado padre de la Nanotecnología, en su discurso titulado There's Plenty of Room at the Bottom destacó el maravilloso mundo biológico, indicando que muchos de los problemas podrían resolverse simplemente observando dichas moléculas, e invitó a sus contemporáneos a desarrollar microscopios capaces de observar en la escala nanométrica.
La microscopía óptica convencional presenta la limitación de que no puede distinguir dos objetos a una distancia de inferior a la mitad de la longitud de onda de la luz, es decir, en torno a 200 nanómetros. Teniendo en cuenta el tamaño nanométrico de virus, proteínas y macromoléculas biológicas, dichas estructuras no pueden observarse bajo un microscopio óptico convencional. La microscopía electrónica, en lugar de un haz de luz emplea un haz de electrones, por lo que permite alcanzar mayores resoluciones, aunque las condiciones de medida necesarias limitan su uso para células vivas.
El desarrollo de la microscopía de fluorescencia ha permitido superar dicha limitación, haciendo realidad el reto lanzado por Feynman, permitiendo observar moléculas individuales del interior de las células así como los procesos que tienen lugar en el interior de las mismas.
El campo de la microscopía de fluorescencia de superresolución puede clasificarse en dos aproximaciones distintas. Por una parte, los métodos basados en la determinación espacial de una molécula individual (por ejemplo métodos PALM o STORM) visualizándola en unas condiciones en las que sólo emiten unas pocas moléculas; y por otra, los métodos de control de la iluminación en los que se evita la emisión de determinadas moléculas (por ejemplo STED).
En los años 90 Stefan Hell desarrolló en Turku el concepto de la microscopía de depleción por emisión estimulada (STED). Más tarde, de vuelta en Alemania, construyó el primer microscopio de fluorescencia. En STED se emplean dos láseres, el primero excita a las moléculas fluorescentes contenidas en la muestra de forma que emitan luz, mientras que el segundo, que incide sobre la muestra tras la excitación con el primero, permite desactivar parte de las moléculas antes de que emitan la luz fluorescente, de manera que solo brillarán unas pocas moléculas de volumen nanométrico, mejorándose así la resolución por debajo del límite de difracción de Abbe.
Por otra parte, Eric Betzig y William Moerner desarrollaron la denominada microscopía de molécula individual, a la que denominaron Microscopía de Localización Fotoactiva (PALM), y que otros autores han denominado también Microscopía de Reconstrucción Optica Estocástica (STORM). Se basa en la posibilidad de "encender" y "apagar" la fluorescencia de moléculas individuales, rastreando una misma zona varias veces para permitir que solo algunas moléculas intercaladas emitan cada vez. La superposición de las imágenes obtenidas produce una imagen con una resolución nanométrica.
La historia de la microscopía de fluorescencia de superresolución es relativamente corta. En el año 2000 se implementó el microscopio STED y en 2006 los métodos basados en fluoróforos individuales. Sin embargo, el rápido desarrollo de estas técnicas ha propiciado su empleo en numerosos campos como la biología, microbiología y neurología. Las principales ventajas que presenta son que permite observar componentes celulares a través de marcadores específicos, además de la observación de estructuras dentro de una muestra viva en tiempo real. De este modo, ha permitido la visualización de ADN, así como orgánulos tales como el retículo endoplasmático, lisosoma, vesículas y mitocondrias. Entre sus aplicaciones cabe destacar su contribución al estudio de enfermedades como el Alzheimer o el Parkinson, así como el análisis de procesos cognitivos en las neuronas.
Fuente: diariocordoba.com
