Viendo hormigas y elefantes al mismo tiempo

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La historia de la ciencia es también la historia de los aparatos que permiten observar y cuantificar el mundo. De esta manera se puede decir que cuando Galileo Galilei decidió apuntar su telescopio de fabricación propia hacia el firmamento, la astronomía adquirió un impulso inusitado. O que cuando Antonie van Leeuwenhoek utilizó su propio microscopio para observar unas gotas de agua y ser el primer ser humano en ver bacterias, nació la microbiología. Más allá de estas innovaciones tecnológicas, lo cierto es que nuevas herramientas permiten hacer nuevas observaciones, lo que potencia el tipo de investigaciones que la comunidad científica puede realizar. Es entonces que uno comprende que la llegada y puesta en funcionamiento de un citómetro de flujo de última generación al Instituto de Investigaciones Biológicas Clemente Estable (IIBCE) cause tanto entusiasmo: la inversión en equipos científicos impulsa la generación y profundización del conocimiento.

Esa felicidad se nota en el rostro de Gustavo Folle, profesor titular de Investigación del Departamento de Genética y coordinador del Servicio de Citometría de Flujo y Clasificación Celular (Secif), y de Federico Santiñaque, técnico especializado en Citometría, cuando nos reciben en el Clemente Estable. “Este es el primer clasificador de seis vías que hay en el país”, cuenta Folle, y señala que antes trabajaban con uno de dos vías y luego el Instituto Pasteur de Montevideo trajo uno de cuatro. ¿Cuál es la ventaja de separar en más vías? Folle lo explica: “Este citómetro es el primer instrumento que te permite separar en forma muy pura, por encima del 99% de pureza, seis poblaciones celulares diferentes de acuerdo a distintos criterios. Eso antes no se podía, y es importante porque vamos a trabajar, en algunos aspectos del proyecto, con comunidades complejas, que vamos a poder separar al mismo tiempo”.

¿Para qué sirve un citómetro de flujo?

Para comprender el entusiasmo de los investigadores, es conveniente saber qué hace un citómetro de flujo. Para empezar, citómetro viene de cito, célula, y metro, medición. La observación de las células, hasta bien entrado el siglo XX, se hacía mediante el uso de microscopios ópticos. Luego, pese a que se sumaron los microscopios electrónicos y las computadoras, la observación de las células seguía enfrentando una gran limitante: sólo se podía observar el número limitado de células que lograban contenerse en el portaobjetos. El citómetro de flujo vino a solucionar parte de ese problema

Gracias a que las células no están fijadas en un portaobjetos sino que están en un líquido que se hace circular en una columna líquida de menos de una décima de milímetro de diámetro (un flujo, de allí el nombre), este aparato permite analizar miles de células por segundo. Pero además, los citómetros de flujo permiten clasificar las células analizadas de acuerdo a varios parámetros (12 en el que acaba de incorporar el IIBCE) y recolectarlas en tubos (hasta seis en el aparato recién incorporado) o placas de cultivo. En el mundo celular, la heterogeneidad es apabullante, así que no hace falta explicitar demasiado lo útil que puede resultar un aparato que analice más de 50.000 células por segundo, las clasifique de acuerdo a las características que los investigadores consideren importantes, y luego les brinde la posibilidad de separarlas en seis grupos distintos, ya sea por tamaño, tipo o porque presenten alguna marcación particular, por ejemplo la cantidad de ADN. Pero el citómetro recientemente incorporado, como es de última tecnología, ofrece aun más ventajas. “Este equipo es único en el país, ya que permite analizar y clasificar a una escala nanométrica en simultáneo a eventos de mayor tamaño”, cuenta Santiñaque, que luego amplía: “De esta manera no se pierde rango de muestra analizable; simultáneamente podemos ver tanto células como nanopartículas, microvesículas o exosomas”. Santiñaque no sólo es un técnico especializado con más de una década de experiencia en citometría de flujo, sino que además se le nota que le gusta hablar de lo que hace y que su interlocutor lo entienda. Así que recurre a una metáfora para ilustrar las posibilidades del aparato: “Si estamos viendo con una lupa una hormiga y por detrás pasa un elefante, estaría completamente desenfocado. Hay equipos que sólo tienen un detector para partículas pequeñas que pierden de foco elementos más grandes, y así se pierde información muy valiosa”. Para ello el nuevo citómetro cuenta con dos detectores, uno para las partículas pequeñas y otro para las grandes. Para el especialista, eso otorga “mucha versatilidad para distintos proyectos de investigación, de aplicaciones y de servicios, no sólo para Uruguay sino también para la región”. Es que este es el segundo aparato de su tipo en toda Latinoamérica. De hecho, el del IIBCE no fue el primero por unos pocos días: los investigadores cuentan que apenas dos semanas antes de su instalación, Brasil instaló uno similar. Sin embargo, lo importante no es ser el primero, sino todo lo que el dispositivo permitirá investigar.

Agenda agitada

El citómetro de flujo tendrá una vida ajetreada. Como parte del proyecto que permitió su financiación hay cuatro líneas de investigación que lo tendrán como protagonista este año. “Contamos con el interés de investigadores de OSE y el Laboratorio Tecnológico del Uruguay para comenzar a hacer estudios de calidad y características del agua mediante la citometría nanométrica”, cuenta Folle, y agrega que “a su vez, la parte de agua se va a complementar con el grupo de microbiología del propio IIBCE que estudia ecosistemas acuáticos”.

Además del estudio del agua, el citómetro va a dedicarse a profundizar investigaciones sobre la reproducción que realiza el Departamento de Biología Molecular en conjunto con el Departamento de Genómica del IIBCE. “Es un tema en el que ya se han hecho aportes interesantes, porque fuimos de los primeros grupos en lograr separar las primeras etapas del desarrollo de las células germinales en el caso de la espermatogénesis”, cuenta con satisfacción Folle, y explica que con las capacidades de clasificación que permite el nuevo citómetro van a poder entender mejor los patrones de expresión génica en las primeras etapas del desarrollo de la célula germinal. Folle retoma: “Hoy no se conocen bien esos patrones de expresión porque no se había podido separar las células en las diferentes etapas a medida que progresan en esa primera fase de la meiosis. Conociendo ahora los factores de la expresión vamos a poder definir qué genes se prenden y se apagan sucesivamente para condicionar los diferentes eventos complejos que ocurren y que terminan formando un gameto normal o un gameto que no cumpla con las condiciones adecuadas para ser fértil. Y eso es importante porque allí, en esa etapa de formación de los gametos masculinos, ocurren eventos que se saben que pueden tener repercusión en la infertilidad”.

Al estudio de la calidad del agua y de la infertilidad se suman otras dos líneas de investigación. Una involucra a la Facultad de Agronomía y al Instituto de Investigaciones Agropecuarias (INIA) y se centra en el análisis del ADN de vegetales para mejoramiento genético, y otra se realizará en conjunto con el grupo de Inmunología del Instituto de Higiene y se focalizará en el estudio de anticuerpos recombinantes unidos a microesferas. Sin embargo, estas cuatro líneas iniciales pronto serán desbordadas, como bien explica Santiñaque: “Con la llegada de un equipo tan versátil y complejo, a veces hay que dar un tiempo para que surjan nuevas aplicaciones. De hecho, la línea de investigación en la meiosis de la formación de los gametos, que ha tenido una repercusión internacional muy importante, empezó varios años después de la instalación del viejo citómetro. Entonces tal vez empecemos a trabajar con el nuevo equipo y surjan investigaciones completamente nuevas que hoy no estamos ni imaginando”.

Todos ganan

La llegada de un nuevo equipo impulsa el desarrollo de la ciencia, no sólo del instituto que lo instala. El Servicio de Citometría de Flujo y Clasificación Celular del IIBCE trabaja junto con otros actores. Folle lo deja claro: “Esto aumenta la conectividad entre grupos. Hemos trabajado así durante muchos años, en contacto con todas las áreas del Clemente Estable, con otras instituciones de investigación, como la Facultad de Agronomía, la Facultad de Ciencias, el INIA, el Instituto Nacional de Semillas o el Instituto Pasteur Montevideo”. La colaboración no se limita al país, y al incorporar un equipo de vanguardia, estiman que las colaboraciones con colegas de Argentina y de Brasil van a aumentar.

La incorporación de equipamiento a nuestro sistema científico es una buena noticia, dado que, como dice Folle, “hay necesidad de más equipos”. Sin embargo, el investigador señala: “No sirve de nada traer equipos de avanzada si no tenemos recursos humanos altamente especializados. Los recursos humanos son necesarios, como es el caso de Federico [Santiñaque], que lleva diez años dedicado a la citometría de flujo y que, como ha trabajado con diferentes materiales en diversas líneas de investigación, posee una versatilidad que es importante”. Folle sueña con el día en que a nivel terciario se incorporen carreras para técnicos altamente especializados pero, por ahora, mira feliz al nuevo citómetro de flujo y espera que, en el futuro próximo, el nuevo aparato nos lleve a donde nunca nadie nos había llevado antes.