Más de medio millón de personas en el Reino Unido viven con enfermedad inflamatoria intestinal (EII), según la Sociedad Británica de Gastroenterología, siendo la enfermedad de Crohn y la colitis ulcerosa las dos formas principales. Estas afecciones pueden desarrollarse a cualquier edad, pero los expertos dicen que se diagnostican con mayor frecuencia entre los 15 y los 40 años, lo cual es un momento espectacularmente inconveniente para verse aquejado por una enfermedad incurable, con la educación, el trabajo y las relaciones exigiendo toda la atención.
Ahora los investigadores esperan que un microscopio único en su tipo les ayude a comprender estas enfermedades y encontrar nuevos tratamientos. El microscopio se encuentra en el Instituto Rosalind Franklin, en el Campus de Ciencia e Innovación de Harwell, en Oxfordshire, donde la Dra. Karina Pombo-García es líder de grupo.
"Lo que esta tecnología de microscopio y la ciencia que hacemos en el laboratorio pueden aportar es realmente comprender mejor el mecanismo [de la EII]", dijo Pombo-García. "Con la EII, y con muchas otras enfermedades que estudiamos en colaboración con otros grupos, existen algunos tratamientos, pero quizás esos tratamientos aún no son los mejores o los más dirigidos que podríamos hacer porque... fundamentalmente no entendemos completamente la enfermedad".
Con su carcasa negra, mangueras grises y una plétora de cables, el microscopio es notablemente discreto. Tampoco es un artilugio corriente. Opera a 10 veces la resolución de la microscopía óptica convencional, permitiendo a los investigadores ver detalles de hasta solo 20 nm de tamaño.
Para lograr esto, el microscopio, apodado "Curie", utiliza una técnica de dos láseres conocida como microscopía de agotamiento por emisión estimulada (STED), que en 2014 valió a sus inventores el Premio Nobel de Física. En esta configuración, las características de interés dentro de las células se etiquetan con marcadores fluorescentes que absorben energía del primer rayo láser y luego emiten luz, o fluorescencia. Un segundo rayo láser con forma de rosquilla se superpone con el área iluminada por el primero. Crucialmente, este segundo rayo "apaga" la fluorescencia dentro de su anillo exterior, lo que significa que la fluorescencia solo se detecta desde el centro de la rosquilla, una región muy pequeña.
"Esto permite al microscopio distinguir estructuras que están mucho más cerca entre sí de lo que sería posible con un microscopio de fluorescencia convencional, produciendo imágenes con una resolución excepcionalmente alta", dijo Pombo-García.
El microscopio también tiene características adicionales, lo que lo convierte en el único de su tipo en el Reino Unido. Estas incluyen espejos deformables que pueden corregir las distorsiones ópticas causadas por la muestra. "Esto permite a los investigadores obtener imágenes claras desde más profundamente dentro de tejidos relativamente gruesos y mini-órganos", dijo. "También tiene una platina con temperatura controlada, lo que permite estudiar células vivas y mini-órganos en condiciones cercanas a la temperatura corporal normal".
Dimitrios Ioannidis, un estudiante de doctorado, está utilizando el microscopio para comprender cómo las células que recubren nuestros órganos internos, incluidos los intestinos, se unen y crean barreras protectoras. "Para que esto suceda, tenemos complejos proteicos específicos, que hipotetizamos podrían cambiar con el tiempo. Así que usando este equipo, podemos visualizar estos complejos más allá de lo que [podemos ver con un] microscopio convencional", dijo, y añadió que estaba examinando cómo la estructura de estos complejos proteicos cambia desde el desarrollo fetal hasta la edad adulta. "Si la estructura cambia, también lo hace la función", dijo.
Ioannidis señaló que al comprender cómo debería verse el tejido sano, y luego comparar y entender las diferencias observadas en personas con enfermedad, existía el potencial de arrojar luz sobre qué había salido mal. "Y luego, si trabajas y profundizas un poco más, potencialmente puedes encontrar la causa raíz de algunas de las enfermedades que afectan a los individuos", dijo, señalando que esto incluía la EII.
El microscopio fue presentado por el ministro de Ciencia, Chris McDonald, junto con el anuncio de £67 millones de financiación para el Instituto Rosalind Franklin durante los próximos cinco años a partir de abril de 2027.