Nuevos Marcadores Fluorescentes Revelan Interacciones Celulares en Tiempo Real

Los organismos vivos están compuestos por cientos de miles de células que cooperan para formar los órganos y sistemas que nos permiten respirar, alimentarnos, movernos y pensar. Ahora, investigadores de Japón han desarrollado un nuevo método para rastrear cómo y cuándo las células se conectan entre sí para llevar a cabo estas funciones.

Un estudio publicado en enero en Cell Reports Methods detalla el desarrollo de marcadores fluorescentes para monitorear la comunicación celular bajo un microscopio, realizado por investigadores de la Universidad de Osaka.

Las células se comunican a través de contactos célula-célula, y los marcadores fluorescentes se utilizan comúnmente para visualizar estos contactos. El marcador más utilizado con este fin es la proteína fluorescente verde (GFP). La GFP puede dividirse en dos mitades que se expresan en diferentes células. Cuando las células se tocan, las dos mitades se unen para formar una GFP completa, emitiendo una señal fluorescente.

“La GFP dividida es útil para detectar la formación de conexiones estables entre células”, explica Takashi Kanadome, autor principal del estudio. “Pero debido a que toma tiempo que la GFP recombinada emita su señal y la asociación es irreversible, este enfoque no se puede utilizar para detectar interacciones célula-célula dinámicas en tiempo real.”

Para solucionar este problema, los investigadores desarrollaron un nuevo marcador fluorescente llamado Gachapin. Este marcador consta de dos partes: una parte fluorescente que permanece oscura a menos que esté cerca de su pareja de unión, y una parte de unión que activa la parte fluorescente al estar en estrecha proximidad. Debido a que la parte de unión actúa como un interruptor de encendido y apagado para el marcador fluorescente, Gachapin se ilumina rápidamente cuando las células se tocan y luego se apaga cuando las células se separan.

“Utilizando Gachapin, pudimos detectar la rápida formación y disrupción de contactos célula-célula temporales y reversibles”, explica Takeharu Nagai, autor senior del estudio. “Es emocionante que, al utilizar imágenes de lapso de tiempo, pudimos observar en tiempo real cómo los procesos neuronales, que son extensiones largas y delgadas para la comunicación, forman contactos con los procesos de las neuronas adyacentes.”

Además de Gachapin de dos componentes, los investigadores desarrollaron una versión de un solo componente llamada Gachapin-C. Cuando se expresa en neuronas, Gachapin-C no solo se ilumina cuando diferentes células se tocan, sino que también emite una señal fluorescente cuando los procesos de la misma neurona entran en contacto entre sí.

“Estos dos indicadores fluorescentes, Gachapin y Gachapin-C, mejoran drásticamente nuestra capacidad para visualizar y comprender cómo interactúan las células entre sí”, afirma Kanadome.

Este estudio demuestra que los indicadores fluorescentes de uno y dos componentes, que se activan rápidamente, pueden utilizarse para monitorear patrones complejos de conectividad entre una variedad de tipos de células, incluidas las neuronas. En el futuro, se espera que Gachapin y Gachapin-C impulsen la investigación de los circuitos neuronales y podrían ayudar a aclarar el papel de las interacciones celulares dinámicas en los trastornos cerebrales, lo que podría conducir al desarrollo de nuevos tratamientos.

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