La microscopía confocal es un tipo de microscopía óptica avanzada que permite ver las células y su interior con gran detalle, y en 3D.

"Esta microscopía es crítica en el estudio del cáncer, para poder entender cómo se comportan las diferentes células cancerígenas y cómo responden a los tratamientos", dice Isabel Peset, jefa de la Unidad de Microscopía Confocal del CNIO.

Para poder visualizar estructuras dentro de la célula a alta resolución hay que teñirlas.  Las distintas técnicas de tinción permiten ver simultáneamente distintos marcadores, y cómo se comportan en las células cancerígenas.

Algunas técnicas permiten visualizar células vivas, e incluso se han desarrollado métodos de súper-resolución que resuelven estructuras de 50 nanómetros (un nanómetro es una millonésima de milímetro), como las mitocondrias.

"Con la aparición de la súper resolución se descubrió que estructuras que al principio parecían difusas son en cambio muy definidas. Esto permite entender muchísimo mejor cómo funciona la célula", añade Peset.

Células al desnudo

Las mitocondrias (verde) proporcionan energía a las células y, por tanto, a nuestro organismo. Los microtúbulos (rojo) son el esqueleto de las células y participan en la división, la motilidad y el transporte celular. Los núcleos (azul) contienen todo el material genético. La membrana celular (blanco) es la frontera entre el interior y el exterior de las células. La actina (cian) también forma parte del esqueleto y los lisosomas (amarillo) son el sistema digestivo de las células. Los tratamientos y las enfermedades pueden afectar a estas estructuras esenciales, y su visualización de forma simultánea ayuda a advertirlo.  

Créditos: Imagen confocal Leica SP8 obtenida por el especialista en imagen Manuel Pérez, de la Unidad de Microscopía Confocal del CNIO.

El origen de todo

El núcleo de las células (azul) contiene el material genético, el ADN. En los genes están las órdenes que determinan el funcionamiento de la célula.

En la imagen se aprecian los nucléolos (rojo y verde), que son compartimentos multifuncionales en los núcleos. Su número y tamaño varía según los tipos celulares y las enfermedades. Visualizar los nucleolos es una oportunidad para encontrar nuevos biomarcadores y tratamientos.

Créditos: Imagen HCS de alta resolución del sistema Opera Phenix, obtenida por el especialista en imagen Manuel Pérez, Unidad de Microscopía Confocal del CNIO en colaboración con Vanessa Lafarga del grupo de Inestabilidad Genómica del CNIO.

De aquí proviene nuestra energía

Esta imagen de microscopía de superresolución muestra dos estructuras celulares esenciales: las mitocondrias (verde) y los microtúbulos (rojo). Las mitocondrias proporcionan energía a las células y, por tanto, a nuestro organismo. Y los microtúbulos conforman el equivalente al esqueleto de las células; están implicados en la división celular y el tráfico intracelular, entre otras funciones.

Créditos: Imagen STED del sistema Leica SP8 por el especialista en imagen Jesús Gómez Unidad de Microscopía Confocal del CNIO.

Las células defensivas asedian el tumor

Los glóbulos blancos o linfocitos CD4, en rojo, y CD8, en amarillo, se infiltran entre las células del epitelio que recubre las amígdalas (verde). La distribución espacial de las células inmunitarias y su relación con el tumor, así como con otras células inmunitarias, se estudia con microscopía óptica avanzada.

Créditos: Imagen de Zeiss Axioscan 7, obtenida por las unidades de Microscopía Confocal e Histopatología del CNIO.

Cómo se alimentan los tumores

La formación de vasos sanguíneos es clave en el desarrollo del cáncer, ya que permite la llegada de nutrientes y oxígeno a las células tumorales. Estudiar los factores involucrados en la generación de estos vasos es esencial para encontrar nuevos tratamientos que impidan la supervivencia de los tumores. Esta imagen de microscopía confocal muestra cómo la morfología de los vasos sanguinos (verde y rojo) de las zonas tumorales es diferente de las zonas no tumorales.

Créditos: Imagen confocal del sistema Leica SP5 por la investigadora Amparo Sánchez del laboratorio Telómeros y Telomerasas y la unidad de Microscopia Confocal del CNIO.

El escudo protector de los telómeros

Estudios recientes demuestran que la eliminación de una proteína relacionada con los telómeros (los extremos de los cromosomas), llamada TRF1, impide el origen y progresión de cáncer de pulmón y del tumor cerebral glioblastoma. Para estudiar el papel de los telómeros en el cáncer se recurre a la microscópica confocal, que permite visualizarlos en el núcleo de la célula, medir su tamaño y estudiar las proteínas que los protegen. Esta imagen de microscopía confocal muestra vasos sanguíneos (verde) Trf1 (rojo) y núcleos (azul) en glioblastoma de ratón.

Créditos: Imagen confocal del sistema Leica SP5 por la investigadora Amparo Sánchez del laboratorio Telómeros y Telomerasas y la unidad de Microscopia Confocal del CNIO.