Una técnica no invasiva revela cómo la expresión genética de las células cambia con el tiempo

La expresión génica es el proceso mediante el cual todos los organismos transforman la información necesaria para su desarrollo, funcionamiento y reproducción con otros organismos. Secuenciar todo el ARN de una célula puede revelar una gran cantidad de información sobre su función y actividad en un momento determinado. Sin embargo, este proceso destruye a la propia célula, dificultando el estudio de los cambios en el curso de la expresión genética. Ahora, un nuevo enfoque desarrollado por investigadores del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), podría permitir a los científicos rastrear tales cambios durante largos períodos de tiempo.

Utilizando esta técnica, los investigadores demostraron que podían monitorear las células madre embrionarias a medida que se diferenciaban en otros tipos de células durante varios días. Esta técnica podría permitir estudios de procesos celulares a largo plazo, como la progresión del cáncer o el desarrollo embrionario y, algún día, usarse para el diagnóstico del cáncer y otras enfermedades. "Con estas imágenes se pueden medir muchos más puntos temporales, lo que puede ser importante para estudiar la biología del cáncer, la biología del desarrollo y una serie de enfermedades degenerativas", explica Peter So, profesor de Ingeniería Biológica y Mecánica en el MIT y uno de los autores del artículo.

Espectroscopia Raman

La espectroscopia Raman es una técnica no invasiva que revela la composición química de tejidos o células al iluminarlos con luz visible o infrarroja cercana. Sin embargo, por sí sola no es lo suficientemente sensible como para detectar señales tan pequeñas como cambios en los niveles de moléculas de ARN individuales. Para medir los niveles de ARN, los científicos suelen utilizar una técnica llamada secuenciación de ARN unicelular, que puede revelar los genes que están activos dentro de diferentes tipos de células en una muestra de tejido.

El equipo del MIT intentó combinar las ventajas de la secuenciación de ARN unicelular y la espectroscopia Raman entrenando un modelo computacional para traducir las señales Raman en estados de expresión de ARN. Los resultados mostraron que se podía observar las transiciones que ocurrieron en células individuales a medida que se diferenciaban de las células madre embrionarias en tipos de células más maduras.

Los investigadores ahora planean utilizar esta técnica para estudiar otros tipos de poblaciones de células que cambian con el tiempo, como las células envejecidas y las células cancerosas. “Una de las mayores ventajas de Raman es que es un método sin etiquetas. Aún queda un largo camino por recorrer, pero existe potencial para la traducción humana, que no podría realizarse utilizando las técnicas invasivas existentes para medir perfiles genómicos”, concluye Jeon Woong Kang, científico investigador del MIT y autor del estudio.

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