Investigadores del CONICET visualizaron en células vivas la interacción entre una proteína de membrana y colesterol, un proceso clave en patologías neurológicas como Alzheimer y miastenia gravis, mediante microscopía MINFLUX e Inteligencia Artificial.
Un equipo del CONICET logró observar por primera vez la dinámica de una proteína de membrana interactuando con colesterol en una célula viva. Este proceso resulta clave porque se ve afectado en enfermedades neurológicas como Alzheimer y miastenia gravis. El hallazgo abre una nueva línea de estudio sobre receptores de neurotransmisores. Los resultados fueron publicados en la revista Nature Communications.
La visualización fue posible mediante la microscopía de superresolución MINFLUX, considerada la más avanzada actualmente. El procedimiento se complementó con métodos de análisis basados en Inteligencia Artificial. Gracias a esa combinación, se logró una aproximación inédita en este campo. Los especialistas destacan que se trata de un avance sin precedentes en biomedicina.
El equipo fue liderado por Francisco Barrantes, investigador del Instituto de Investigaciones Biomédicas (BIOMED). El científico explicó que “la organización supramolecular y la función de las proteínas de membrana y de aquellas que actúan como receptores en la superficie celular han sido objeto de intensos estudios dada su importancia en la transmisión de señales y la fisiología celular en general”. Añadió que “los receptores de neurotransmisores juegan un papel crucial en el sistema nervioso, con importantes implicancias en patologías neurológicas y neuropsiquiátricas y nosotros, por primera vez, pudimos verlos en forma directa en una célula viva, interactuando con el colesterol”.
Barrantes se especializa en el estudio del receptor de acetilcolina nicotínico (nAChR). Esta proteína se encuentra distribuida en el sistema nervioso central y periférico. Su disfunción se vincula a varias patologías de origen neurológico. El hallazgo ofrece nuevas herramientas para comprender esos procesos.
Desde 2008, el grupo cuenta con un microscopio de superresolución STORM, construido con ayuda del Nobel Stefan Hell. Ese dispositivo es uno de los pocos en el país y permite observar células en su ambiente natural. La técnica posibilita analizar estructuras vivas por debajo del límite óptico sin dañarlas. Antes, la visualización requería irradiación con electrones o rayos X que alteraban o destruían las células.
El avance fue potenciado por el uso de Inteligencia Artificial en el procesamiento de imágenes. “Gracias a la IA nosotros estamos refinando las imágenes que obtenemos del microscopio, que sumadas a técnicas de simulación y de otros tipos, nos permiten extraer información adicional e interpretar las imágenes con mayor precisión y detalle”, afirmó Barrantes. La colaboración de los graduados en Ciencias de la Computación Lucas Saavedra y Héctor Buena-Maizón fue fundamental. La combinación permitió obtener datos inéditos en tiempo real.
“Estamos pudiendo abordar aspectos antes inalcanzables, como estudiar la movilidad de proteínas de membrana y del lípido más importante que tienen dichas membranas, el colesterol, en tiempo real”, sostuvo el científico. El logro marca un hito en el estudio de las membranas celulares. “Es la primera vez que se ha podido hacer este tipo de abordaje con una proteína de membrana”, subrayó. El hallazgo refuerza la proyección del trabajo argentino en biomedicina a nivel internacional.
