Científicos desarrollan un termómetro intracelular con proteínas fluorescentes

La temperatura gobierna muchos de los procesos vitales de la célula, como su división y metabolismo. Un equipo de investigación europeo, liderado por el Instituto de Ciencias Fotónicas (ICFO), con el distintivo Severo Ochoa, ha publicado en la revista Nano Letters un método no invasivo que ofrece datos más rápidos y precisos para medir el calor intracelular a partir de las proteínas verdes fluorescentes (GFP).

“Una característica única de nuestro método es que no altera ningún proceso celular”, ha declarado a SINC Romain Quidant, investigador del ICFO y coordinador del estudio.

A diferencia de otras técnicas, este método no estresa ni altera el comportamiento de la célula ya que no requiere la introducción de ninguna molécula ni otro nanoobjeto sintético sensibles a la temperatura en su interior.

Una de las aplicaciones más prometedoras es la de entender mejor los procesos celulares, como aquellos involucrados en la metástasis. Además, la posibilidad de obtener información de la temperatura intracelular también podría utilizarse para “diferenciar las células normales de las cancerígenas de una forma rápida y no invasiva”, ha explicado a SINC Sebastian Thompson Parga, investigador del ICFO y coautor del trabajo.

La información que se infiere de la temperatura

A través de la temperatura intracelular se puede deducir cómo fluye la energía que invierte el organismo en la reproducción descontrolada de las células cancerosas.

En este trabajo interdisciplinar, la biología aprovecha las mediciones físicas de la transmisión de energía para estudiar procesos como la expresión génica, el metabolismo y la división celular.

La técnica que utiliza se conoce con el nombre de ‘anisotropía de la polarización de la fluorescencia’ (FPA), porque permite medir la diferencia de polarización entre la luz que reciben las moléculas fluorescentes y la que emiten posteriormente. En palabras de Quidant, “esta diferencia de polarización (anisotropía) está directamente conectada con la rotación de las moléculas de GFP y por lo tanto con la temperatura”.

El verde fluorescente de las proteínas tiene premio

Los autores de la investigación aseguran que los biólogos podrán implementar esta técnica en sus montajes experimentales y obtener la temperatura de las células como un dato observable más. Cuando en el año 2008 Osamu Shimomura, Martin Chalfie y Roger Y. Tsien se llevaron el premio Nobel de Química por descubrir y desarrollar las GFP, allanaron muchas de las complicaciones de la investigación biomédica.

En el campo de la biología molecular ya se habían propuesto diferentes técnicas para monitorizar la temperatura del interior de las células, pero los investigadores se encontraban con limitaciones al medir la intensidad y el espectro de su fluorescencia.

Además, la posibilidad de medir la temperatura intracelular podría sentar las bases para desarrollar un campo aún poco estudiado: la biología térmica a nivel celular.

Según los autores del estudio, el siguiente paso es mejorar la sensibilidad y la resolución del método. Para conseguirlo, los investigadores trabajan para afinar las propiedades de las proteínas fluorescentes y optimizar el método de detección de su ‘termómetro’.

Referencia bibliográfica:

Donner, J.S.; Thompson, S.A.; Kreuzer, M.P:; Baffou, G, Quidant, R. “Mapping intracellular temperature using green fluorescent protein”. Nano Letters, 6 de marzo de 2012. DOI: 10.1021/nl300389y