Con FLUCS se puede controlar el desarrollo de los embriones
Una nueva tecnología láser llamada FLUCS (Streaming citoplasmático inducido por luz enfocada) hace posible influir y controlar específicamente los movimientos dentro de las células vivas y los embriones. La tecnología desarrollada en el Instituto Max Planck de Biología y Genética de Células Moleculares ahora cuenta con la licencia de Rapp OptoElectronic y puede ayudar a comprender mejor los trastornos del desarrollo embrionario. Como módulo adicional para microscopios de alta resolución, FLUCS no solo mejorará la investigación médica y biológica celular en el futuro, sino que también abrirá nuevas posibilidades en la microfluídica.
En biología celular e investigación médica, se utilizan potentes métodos de imagen para observar y analizar procesos biológicos en las células. La manipulación dirigida de células en condiciones controladas es un gran desafío para comprender los procesos y las relaciones causales. Por lo tanto, los investigadores dependen de herramientas eficaces que les permitan manipular los componentes individuales de una célula para explorar sus efectos en los mecanismos e interacciones intracelulares. Sin embargo, un problema común con los métodos convencionales de manipulación de células es que la muestra se altera por la manipulación y, por lo tanto, los resultados se falsifican. El nuevo método FLUCS ahora permite la manipulación no invasiva de células por primera vez, por ejemplo, en biología del desarrollo.
FLUCS es un método de fotomanipulación que permite influir y controlar específicamente los movimientos dentro de las células y los embriones con la ayuda de rayos láser. El haz induce selectivamente un campo térmico en el citoplasma. Esto cambia localmente la densidad y la viscosidad del medio líquido y provoca un flujo debido al rápido movimiento del punto láser. A diferencia de los métodos convencionales, como las pinzas ópticas, las biomoléculas que flotan en el citoplasma se ponen en movimiento directamente sin necesidad de modificar la muestra. Todavía pueden interactuar libremente con su entorno. El método se puede utilizar en particular para aclarar cuestiones importantes sobre el desarrollo embrionario.
Un equipo de investigación dirigido por Moritz Kreysing del Instituto Max Planck (ahora en el Instituto de Tecnología de Karlsruhe) pudo generar corrientes controladas en embriones de gusanos vivos y transportar biomoléculas a diferentes partes del embrión en crecimiento. A través de la redistribución dirigida, lograron examinar la importancia del movimiento del citoplasma para la polarización de los ovocitos y, por lo tanto, la cuestión de qué molécula tiene que ir a dónde exactamente durante el desarrollo.
Las posibles aplicaciones son diversas. En biología celular, las corrientes citoplasmáticas generadas artificialmente pueden usarse, por ejemplo, para invertir proteínas PAR y, por lo tanto, influir en el desarrollo embrionario. En la investigación médica, por ejemplo, se pueden investigar mejor los mecanismos moleculares y las vías de señalización en las células y se puede apoyar el desarrollo de fármacos. En microfluídica, el comportamiento de las cantidades de líquido en el rango de micro o picolitros se puede examinar con más detalle con la ayuda de FLUCS, lo que respalda nuevos métodos de tecnología de medición de laboratorio, control de calidad o seguridad alimentaria.
