Investigación del cáncer

El cáncer es una enfermedad compleja y heterogénea causada por células con una regulación deficiente del crecimiento. Los cambios genéticos y epigenéticos en una célula o en un grupo de ellas alteran el funcionamiento normal y dan lugar a un crecimiento y una proliferación celulares incontrolados.

La obtención de imágenes se ha convertido en una herramienta clave en el estudio de la biología del cáncer. Obtener imágenes de alta resolución es indispensable para estudiar los cambios en la genética y la señalización celular subyacentes al cáncer, mientras que las imágenes de células vivas son cruciales para comprender en profundidad los mecanismos de funcionamiento y enfermedad. Las técnicas de microscopía son asimismo esenciales para estudiar las relaciones espaciales entre los distintos tipos de células tumorales. También son importantes para comprender la función del sistema inmunitario a la hora de combatir las células cancerosas. Para esto último, los investigadores confían en la obtención de imágenes multicolor para acelerar el descubrimiento.

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Desafíos para el uso de imágenes para estudiar el cáncer

Investigar los tratamientos del cáncer a menudo requiere una combinación de microscopía de fluorescencia y ensayos funcionales innovadores. Con una resolución temporal y espacial óptima, los investigadores pueden monitorizar eventos dinámicos en células vivas, como la migración celular y la metástasis. Estos procesos dinámicos son el núcleo del desarrollo del cáncer.

Comprender estos procesos puede ser un desafío debido a la dificultad de visualizar el comportamiento de las células tumorales en tiempo real. Obtener imágenes rápidas durante períodos prolongados de tiempo tiende a implicar sacrificios: bien una resolución reducida o, más a menudo, daños en los preciosos especímenes. El reto es encontrar la técnica y el sistema de obtención de imágenes que le ofrezcan los mejores datos con la mayor resolución sin dañar las células, de modo que sea posible seguir los procesos de interés.

Multiplexación para entender los mecanismos de la enfermedad

Cuando se estudian eventos complejos, como la inmunosupresión o la angiogénesis, la microscopía por fluorescencia multicolor, bien confocal o de campo ancho, es una herramienta fundamental para comprender el contexto espacial, la colocalización y la proximidad de múltiples biomarcadores. Ese objetivo puede resultar complicado a menudo porque hay límites en el número de fluorocromos que se pueden lograr distinguir con este enfoque de «multiplexación». Por suerte, existen innovadores sistemas y estrategias de obtención de imágenes para mejorar la separación de flurorocromos y aumentar el número de sondas fluorescentes hasta las requeridas en cada experimento.

Encontrar las herramientas adecuadas

El cáncer es complejo y requiere una miríada de métodos, que incluyen la obtención de imágenes con resolución espaciotemporal, especímenes vivos y células individuales. Es probable que los métodos con la máxima resolución posible y un análisis paramétrico de imágenes proporcionen más datos sobre los procesos celulares que afectan al cáncer. Los enfoques como la microscopía confocal por fluorescencia permiten estudiar múltiples objetivos en estructuras celulares o tejidos.

Las técnicas de obtención de imágenes avanzadas, como las imágenes de superresolución o, más recientemente, las imágenes de tiempo de vida o de lámina de luz, ayudan a entender mejor las interacciones moleculares y los mecanismos reguladores tras el inicio del cáncer, su avance y la respuesta al tratamiento.

La microscopía por microdisección con láser o de luz correlativa y electrones (CLEM) permite estudiar la disposición de los receptores espaciales en las membranas y la organización del genoma de los núcleos de las células.