Polymers

¿Hacer transparente un cerebro vivo y observar la actividad de sus neuronas sin alterar su función? Suena a ciencia ficción, pero la solución podría estar ya dentro de nuestros propios cuerpos.

En un estudio publicado en Nature Methods el 12 de marzo de 2026, un equipo de investigación liderado por la Universidad de Kyushu presenta un nuevo reactivo llamado SeeDB-Live. Este utiliza albúmina, una proteína común en el suero sanguíneo, para aclarar el tejido preservando la función celular. La técnica permite a los científicos observar estructuras más profundas y brillantes tanto en cortes de cerebro en el laboratorio como en ratones vivos, alcanzando la actividad neuronal que antes era invisible.

“Esta es la primera vez que se logra la aclaración de tejidos sin alterar su biología.”

Takeshi Imai, Autor Senior del Estudio y Profesor, Facultad de Ciencias Médicas, Universidad de Kyushu

“SeeDB-Live puede allanar el camino para la imagenología de tejidos profundos en vivo, tanto ex vivo como in vivo”, añadió Shigenori Inagaki, primer autor del estudio y profesor asistente de la misma facultad.

¿Cómo ver más profundo en el cerebro vivo?

Funciones complejas como la memoria y el pensamiento surgen de la comunicación en tiempo real entre células en las profundidades del cerebro. Aunque los cortes preservan cierta actividad, comprender la dinámica cerebral normal requiere la imagenología del cerebro vivo.

Hacer transparente el cerebro opaco es una solución, y comienza con la óptica.

Considere las canicas de vidrio: claramente visibles en el aire, pero casi desaparecen en el aceite. Esto se debe a que la luz se refracta y dispersa al pasar entre materiales con diferentes índices de refracción, y el tejido cerebral se comporta de la misma manera. Los lípidos y otros componentes celulares crean pequeñas discrepancias, dispersando la luz y ocultando estructuras más profundas. Reducirlos permite que la luz viaje de manera uniforme.

A través de experimentos sistemáticos, el equipo de Imai descubrió que las células vivas se vuelven más transparentes cuando el índice de refracción de la solución extracelular se ajusta a 1.36–1.37.

Con un objetivo preciso en mente, el equipo necesitaba una forma no tóxica de alcanzarlo manteniendo al mismo tiempo el equilibrio osmótico, para que las células no se hincharan ni se encogieran. Anteriormente, habían probado sustancias naturales como el azúcar, pero estas requerían altas concentraciones que aumentaban la presión osmótica y deshidrataban las células.

Dado que la presión osmótica depende del número de moléculas, el equipo recurrió a polímeros esféricos grandes. Su mayor tamaño significa que se requieren menos para elevar el índice de refracción, lo que ajusta el rendimiento óptico sin abrumar a las células. Sin embargo, a pesar de analizar casi 100 compuestos, la respuesta no llegaba.

Una proteína sanguínea es la clave sorprendente para la transparencia cerebral

El punto de inflexión llegó inesperadamente.

Una noche, Inagaki regresó a una idea simple: las proteínas son polímeros. Tomó una botella de albúmina sérica bovina (BSA), un reactivo de laboratorio común derivado de la sangre, que, para su sorpresa, mostró la presión osmótica más baja en el índice de refracción deseado.

“Lo probé tres o cuatro veces antes de creerlo”, recordó Inagaki. Solo en el laboratorio esa noche, dejó escapar un grito de emoción. “De todas las cosas, nunca esperábamos que llegara a esto”.

Al agregar albúmina al medio de cultivo para igualar el índice de refracción dentro de las células, el equipo desarrolló una solución de aclaración de tejido vivo, que llamaron SeeDB-Live.

“Durante el desarrollo de SeeDB-Live, descubrimos que las neuronas son extremadamente sensibles a las concentraciones de iones, y nos costó un gran esfuerzo obtener la formulación correcta. Gracias a esa afortunada noche solo en el laboratorio, me ayudé con una BSA de alta pureza y costosa que normalmente no me atrevería a usar”, añade Inagaki con una risa.

SeeDB-Live hace que los cortes de cerebro de ratón sean transparentes en una hora después de la inmersión. Cuando se combina con un indicador de calcio, la actividad neuronal normal en las profundidades del tejido se iluminó en el corte cerebral transparente. Cuando se aplicó a cerebros de ratón vivos, las señales de fluorescencia de las neuronas profundas se volvieron tres veces más brillantes.

Esto abre vistas claras de la capa 5 de la corteza cerebral, donde las neuronas ricamente ramificadas ayudan a revelar cómo el cerebro procesa la información y traduce la actividad neuronal en acción. Antes de SeeDB-Live, era difícil obtener imágenes nítidas a esta profundidad con estrategias convencionales.

Además, dado que el fluido extracelular elimina SeeDB-Live en cuestión de horas, la transparencia del tejido vuelve a su estado original. Debido a que el método no causa cambios permanentes, se puede volver a imagenar al mismo ratón repetidamente para rastrear la actividad cerebral a lo largo del tiempo.

“La albúmina es abundante en la sangre y altamente soluble, lo que la hace adecuada para la aclaración”, señala Imai. “Fue un descubrimiento accidental, pero mirando hacia atrás, se siente casi natural. Lo que la evolución ha moldeado a lo largo de millones de años es realmente impresionante”.

Una década después de decir “imposible”

SeeDB-Live demuestra la primera aclaración óptica no invasiva que aumenta significativamente la profundidad de la imagenología y permite la observación de la dinámica de todo el tejido.

Los investigadores esperan que mejore la imagenología de fluorescencia profunda para comprender las funciones integrativas del cerebro. También puede ayudar a evaluar tejidos 3D y organoides cerebrales para la investigación del descubrimiento de fármacos.

El equipo señala que, aunque SeeDB-Live funciona bien para el tejido cerebral, las barreras biológicas limitan la administración a otros órganos y el acceso al cerebro aún requiere una ventana quirúrgica que puede causar estrés y reducir la eficiencia.

“Siento que aún no hemos materializado completamente su potencial”, dice Inagaki, y añade que los esfuerzos futuros se centrarán en métodos de administración menos invasivos para mejorar la penetración para una imagenología más profunda y un mejor análisis funcional de la actividad cerebral.

Para Imai, este logro marca la culminación de más de una década de trabajo. Después de desarrollar SeeDB en 2013 y SeeDB2 en 2016 para tejido fijo, se le preguntó repetidamente si era posible la aclaración de tejido vivo.

“Esa pregunta me llegó unas cien veces, y cada vez respondía ‘imposible’”, reflexiona Imai. “Pero diez años después, aquí estamos. Cuando algo parece inalcanzable, si sigues pensando en ello, eventualmente puedes encontrar una manera”.