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Periódico Alma Máter

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UdeA Noticias
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Ciencia

Los asombrosos mundos que caben en un punto

19/02/2019
Por: Stiven Arias Henao- Periódico Alma Mater

Medicina y biología son algunas de las ciencias que han recurrido a la microscopía electrónica para estudiar auténticas y colosales maravillas en formas diminutas.

¿Caparazones de tortugas?, ¿un devastado balón de fútbol?, ¿una fruta exótica? No. Estos son los organismos que componen el fitoplancton. Las imágenes dejan ver las formas de la pared celular de estas microalgas que, en conjunto, parecen encajar una en la otra con la precisión de un rompecabezas. Imágenes: cortesía investigadores Universidad de Antioquia / Intervención con color: Felipe González Giraldo.

«Los mejores perfumes vienen en envases pequeños». Muchas personas bromean con esa expresión para exaltar su baja estatura. Y, aunque parezca más un berrinche que un argumento, algo de razón tienen. Existen, por ejemplo, hermosos e increíbles «mundos» —dignos de la más fascinante exploración— tan minúsculos, tan diminutos, que no se pueden percibir a simple vista. Muchos, incluso, caben en el punto que cierra este párrafo, y todavía quedaría espacio.

Algunos de estos «mundos» han sido estudiados en la Universidad de Antioquia gracias a una prodigiosa herramienta: la microscopía electrónica. Hablamos de microscopios que utilizan electrones para visualizar elementos y objetos que están más allá de nuestra imaginación. Uno de estos equipos es el microscopio electrónico de barrido —SEM (por sus siglas en inglés), que reposa en la Sede de Investigación Universitaria —SIU. Por su lente han pasado sobresalientes avances científicos.

Parece un sol u otro cuerpo celeste —perfectamente bordeado— que impactó con alguna clase de superficie. Pero, realmente, la esfera es un condrocito. Los condrocitos son células productoras de colágeno, el cual a su vez forma el cartílago. El colágeno es la proteína más abundante en los mamíferos, y el cartílago está presente en muchas estructuras del cuerpo humano, como en las articulaciones. Todo lo que rodea la célula en esta imagen es cartílago.

La medicina entra al ruedo

La tesis doctoral en Ciencias Básicas Biomédicas de Sergio Estrada Mira, fue la justificación perfecta para que en la Universidad de Antioquia se incursionara en el análisis de muestras biológicas con el SEM. Si bien en el mundo han acontecido muchas exploraciones de esa naturaleza, las del profesor e investigador del Grupo de Ingeniería de Tejidos y Terapias Celulares de la Facultad de Medicina fueron las primeras en este campo en la Alma Máter.

Todo inició en 2013. Estrada Mira tomaba partes de la membrana del esófago de un cerdo para regenerar tejidos en otras especies animales, como la vejiga en conejos y ratas. Estos avances permitieron estudios posteriores en regeneración de tejidos animales evaluando unas microesferas de fibrina, producidas por otros investigadores del grupo. La fibrina es una proteína de la sangre. Los investigadores también han producido desarrollos útiles en reconstrucciones odontológicas.

En todos los casos, la caracterización y el estudio de las muestras biológicas se hizo con microscopia electrónica. En muchas de las visualizaciones, las muestras tuvieron que ser ampliadas unas 5 mil, 6 mil, 10 mil, y hasta 40 mil veces su tamaño real. Algunos elementos observados eran, por ejemplo, de 20 micras. Una micra es una de las mil partes iguales en las que se puede dividir un milímetro.

No son arrecifes coralinos en los que pronto aparecerá Nemo. La imagen corresponde a ¡la superficie de una tráquea de cerdo! Lo que parecen fideos son, en realidad, cilias, estructuras celulares móviles que «barren» los cuerpos extraños pequeños que ingresan a las vías respiratorias. Las estructuras aplanadas corresponden a células caliciformes, que producen moco. Así también se ve la superficie de la tráquea humana.

Zoom a organismos de agua dulce

Entre los organismos de agua salada y dulce más pequeños que existen están los que componen el fitoplancton. Se trata de varios grupos de microalgas con una importante función ecológica: ser la base de la cadena alimenticia, además de producir oxígeno. Los dinoflagelados, uno de los tantos grupos existentes de estas microalgas, pueden tener entre 20 y 300 micras de tamaño.

Precisamente estos son el objeto de investigación de Carolina Bustamante Gil, candidata a doctora en Biología de la Universidad e investigadora del Grupo LimnoBasE y BiotaMar. Las dos líneas de estudio de este grupo son la limnología —ciencia que estudia los sistemas de agua dulce, como ríos, lagos y ciénagas— y la biología marina.

La investigadora busca identificar mediante el SEM las características de estos minúsculos organismos unicelulares, cuya pared celular está compuesta por unas placas. «Estas placas están formadas de celulosa, y se articulan igual que las piezas de un rompecabezas para darles una estructura particular. Necesitamos saber el patrón de esas placas y su ornamentación; cuántas son, cómo están configuradas y cómo se relacionan entre ellas», explicó Bustamante.

¿Por qué caracterizar a los dinoflagelados? Por su importante papel ecológico y porque, a veces, producen florecimientos, es decir que crecen exponencialmente. Cuando eso pasa en sistemas de agua dulce, la calidad del agua se ve afectada. Pero cuando pasa en los mares, esos florecimientos pueden ser tóxicos y afectar la cadena alimenticia, e incluso al hombre.

Los campos de la medicina y la biología no son los únicos que han utilizado esta tecnología. Numerosas investigaciones relacionadas con áreas, como ingeniería de materiales, también se han valido de las bondades y ventajas de la fascinante microscopía electrónica. Además de ayudar en la cosecha de grandes logros científicos para el hombre, esta herramienta tecnológica es una llave poderosa que abre nuestros ojos a un sinfín de mundos que no vemos, aunque los tenemos todo el tiempo ante nosotros.

• Las imágenes fueron registradas en blanco y negro en el SEM de la Universidad de Antioquia. Para esta publicación se les agregó color con la orientación y autorización de los investigadores.

• La Universidad tuvo antes otro microscopio electrónico para el análisis de muestras biológicas, que se empleó hasta hace aproximadamente tres décadas. La Alma Máter cuenta hoy con otro microscopio electrónico además del SEM, también en la SIU: el microscopio electrónico de transmisión —TEM.

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