La elastografía es una técnica común de diagnóstico por la imagen. Mide la elasticidad de los tejidos biológicos y puede ser muy útil para detectar patologías como tumores o fibrosis. Su principio consiste en hacer pasar ondas de cizalladura a través del tejido observado, analizar su reacción y deducir su elasticidad. Ahora, Pol Grasland-Mongrain, de la Universidad de Montreal, y sus colaboradores han adaptado este método para estudiar células, con lo que consiguen pasar de la escala centimétrica a la micrométrica.
Para lograrlo, sujetaron con una micropipeta una célula bajo un microscopio óptico equipado con una cámara de alta velocidad. Con la célula también mantenía contacto una segunda micropipeta, conectada a un dispositivo piezoeléctrico. Esta última vibraba e inducía ondas de cizalladura en toda la célula. Al ser atravesada por las ondas, la célula se deformaba. Gracias a una cámara ultrarrápida, capaz de capturar 200.000 imágenes por segundo, y un algoritmo de análisis del movimiento, los investigadores lograron cuantificar este movimiento. Con ello obtuvieron, para cada punto de la célula, una señal que representa su vector de desplazamiento en función del tiempo.
Pero ¿cómo se deduce la elasticidad de la célula a partir de esta información? Los autores utilizaron una técnica bien conocida por los sismólogos: correlación de ruido. Como la célula es un medio cerrado, las ondas de cizalladura quedan atrapadas y son reflejadas continuamente por la membrana. Las señales de desplazamiento son, por lo tanto, muy ruidosas.
El nuevo método logra ordenar este ruido. A partir de las señales ruidosas registradas en dos puntos de la célula, un programa informático extrae la señal de la onda de cizalladura que fluye entre estos dos puntos mediante el cálculo de la correlación entre las dos señales. Para comprender la acción de esta función, uno puede imaginarse a dos personas tratando de saludarse desde dos extremos del vestíbulo de una estación. Debido al alboroto, no entenderán bien lo que dice el otro. Pero si se calcula la correlación entre las señales medidas en los dos puntos donde están los dos individuos, es posible restar el ruido y recuperar la señal útil.
Una vez extraída la señal de la onda cizalladura, puede calcularse la velocidad de propagación de la onda entre los dos puntos. Y esta velocidad está directamente relacionada con la elasticidad. Por lo tanto, al aplicar este método entre todos los puntos de la célula, los investigadores lograron cartografiar la elasticidad de la célula en unos pocos milisegundos.
Los autores demostraron la efectividad de la técnica en un ovocito de ratón. Comprobaron que la elasticidad de la célula disminuye cuando su citoesqueleto es atacado por la citocalasina B, una toxina fúngica. Piensan que el método puede tener muchas otras aplicaciones. Por ejemplo, se sabe que las células tumorales son más blandas, por lo que podrían identificarse más fácilmente. Pero, sobre todo, el estudio ofrece una herramienta que permite una mejor comprensión de los mecanismos celulares. «Durante la división celular se produce un cambio en la dureza del tejido. Conocer su elasticidad casi en tiempo real representa una gran ventaja», opina Mathias Fink, profesor de la Escuela Superior de Física y de Química Industriales de París, que no participó en el estudio.
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