Si no puedes verlo, expándelo: la nueva técnica para estudiar el micromundo

Si la vida fuera una gran orquesta, plantas, animales y hongos serían las secciones más conocidas. Los protistas serían los músicos invisibles que sostienen la melodía de fondo: son imprescindibles aunque casi nunca se les vea. Apenas sabemos nada sobre estos microorganismos, aunque eso está a punto de cambiar gracias al hallazgo de un laboratorio suizo en el que ha participado el científico mallorquín Armando Rubio.

En el colegio nos enseñan que hay tres reinos: el animal, el vegetal y el de los hongos. Esos son los tres grandes reinos de los organismos eucariotas (aquellos cuyas células tienen un núcleo definido, a diferencia de los procariotas, como las bacterias, que no tienen núcleo). Pero aparte de animales, plantas y hongos, hay otros 20 reinos de eucariotas: esos microorganismos unicelulares conocidos como los protistas. Ejemplos de protistas son algunas algas microscópicas que forman parte del plancton, además de amebas y parásitos como el de la malaria.

¿En qué consiste esta nueva técnica que ha conseguido mostrarnos a los protistas como nunca los habíamos visto? Expandirlos, una revolución en el mundo de la bioimagen que se viene cuajando en la última década.

En 2014, el Premio Nobel de Química fue otorgado a los principales impulsores de la llamada «microscopía de súperresolución» o «nanoscopía». Pero justo el año siguiente, el MIT sorprendió al mundo con el anuncio de una nueva técnica que daba la vuelta al camino seguido hasta el momento en el mundo de la bioimagen, centrado en la mejora de los microscopios. El MIT proponía pasar de utilizar una lente para ampliar la imagen de la luz procedente de un objeto a ampliar físicamente los propios objetos. Nacía así la microscopía de expansión (ExM).

Poco después, la Universidad de Ginebra, en el laboratorio liderado por Paul Guichard y Virginie Hamel, desarrollaba una variante de está técnica, la microscopía de expansión de ultraestructura (U-ExM). La han estado probando con muestras de plancton recogidas en los últimos dos años en puertos de España y Francia.

Rubio forma parte de este equipo internacional (conformado por miembros de la Universidad de Ginebra y el Laboratorio Europeo de Biología Molecular, EMBL, Heidelberg, en Alemania) que ha logrado lo que durante décadas parecía imposible: observar con detalle el interior de más de 200 protistas.

«Los eucariotas microbianos siguen estando poco estudiados a pesar de su importancia ecológica fundamental, con la excepción de unos pocos modelos ya establecidos», reza el artículo publicado. A menudo son pequeños, difíciles de cultivar y resistentes a las técnicas estándar de marcaje e imagen. Y ahí es donde entró en juego la microscopía de expansión de ultraestructura para analizar más de 200 eucariotas planctónicos cultivados.

Literalmente han «expandido» las muestras biológicas al introducirlas en un gel que absorbe agua y aumenta su tamaño hasta cuatro veces sin deformarlas. «Eso nos permite obtener imágenes de altísima resolución con un coste mucho menor», señala Rubio, que recuerda que «la mayoría de la diversidad eucariota sigue inexplorada».

El papel de los protistas, indica, es esencial, entre otras cosas, para los ecosistemas marinos, que están sufriendo una gran pérdida de biodiversidad, subraya, para que no quede duda de la importancia de la nueva vía abierta.

Además, en palabras de los autores, esta técnica «amplía la mirada» sobre los orígenes de la célula eucariota y, con ello, sobre el propio origen de la vida compleja. Y es que los protistas pueden ser considerados «los exploradores originales del mundo celular», pioneros de la evolución que ofrecen pistas sobre cómo surgieron las primeras células complejas. Los biólogos evolucionistas, considera el mallorquín, están de enhorabuena. Además, añade, la U-ExM es una técnica barata, y eso democratiza el acceso a una biología de superresolución que antes estaba limitada a unos pocos centros.

«Cuando se combina con los métodos habituales de microscopía óptica, la microscopía de expansión permite a los científicos superar las barreras estándar de longitud de onda que limitan cuán pequeña puede ser una estructura que se resuelve mediante microscopía óptica», resaltan los autores.

Formado en la Universidad Autónoma de Madrid, Rubio, de 32 años, llegó a Suiza hace dos. Se muestra satisfecho con el rumbo de su carrera, aunque no descarta regresar en algún momento: «Creo que podría haber desarrollado mi carrera en España, pero hubiera sido más difícil», razona. En cuanto a Mallorca, el biólogo cree que la isla tiene «muchísimo potencial científico», ya que está bien conectada, y «podría ser un lugar estupendo para abrir nuevos centros de investigación».

El artículo fue publicado el 31 de octubre y el mallorquín resalta que el descubrimiento abre muchas posibilidades a nivel científico: «Hemos validado la técnica y ahora se abren un montón de frentes para profundizar en biología celular y en cuestiones clave sobre el origen de la vida», comenta Rubio, quien también aventura que tendrá aplicaciones en el ámbito de la investigación sanitaria, ya que en el mundo protista también hay parásitos.

En este laboratorio saben que sus «aventuras con la microscopía de expansión apenas acaban de empezar». El mallorquín añade: «No sabemos exactamente por dónde vamos a seguir, pero tenemos una nueva ventana abierta al mundo celular. Y eso siempre es el comienzo de algo».

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