es.wedoany.com Noticia: Un equipo de la Universidad Tecnológica de Nanyang (Nanyang Technological University, Singapur) ha desarrollado una estrategia de imagen sin necesidad de marcadores exógenos, utilizando microscopía de dispersión interferométrica de campo amplio (iSCAT) para mapear la dinámica subcelular en células vivas. El estudio, publicado en PhotoniX Life, revela el estado celular y la heterogeneidad dinámica sin añadir marcadores, mediante el análisis estadístico de fluctuaciones aleatorias en secuencias de imágenes iSCAT.
Las células, como sistemas dinámicos, presentan movimientos térmicos y activos en sus orgánulos internos, macromoléculas, membranas y estructuras del citoesqueleto, los cuales están relacionados con la estructura subcelular y el estado energético. Visualizar directamente estos movimientos rápidos y espacialmente heterogéneos en células vivas es un desafío, y los marcadores exógenos comunes pueden interferir con el comportamiento celular.
Para abordar este desafío, el equipo de investigación realizó un análisis de campo completo de la densidad espectral de potencia (PSD) de series temporales iSCAT de alta velocidad. En múltiples tipos celulares, se observó que, en el rango de 30 a 1250 Hz, la PSD de la señal iSCAT en la mayoría de las regiones celulares sigue una relación de ley de potencia inversa: S(f)=βf⁻α. El índice espectral ajustado (α) y la amplitud (β) reflejan respectivamente las características y la intensidad del movimiento subcelular. Codificando α como tono, β como luminosidad y el coeficiente de determinación (R²) como saturación, se generan mapas de índice espectral bidimensionales en el espacio de tono-saturación-luminosidad (HSV) para reflejar la distribución espacial de la dinámica celular.
Los resultados experimentales muestran que este método permite la visualización sin marcadores de cambios en el estado celular. En células HeLa, los mapas de índice espectral distinguen claramente las células en mitosis de las en interfase, y rastrean las transiciones dinámicas durante el proceso mitótico. En células apoptóticas inducidas por peróxido de hidrógeno, los mapas de índice espectral muestran un aumento de la heterogeneidad, y las regiones con alto α se asocian con la formación de ampollas en la membrana relacionadas con la apoptosis. Estos mapas también capturan diferencias relacionadas con el grado de malignidad en subtipos de cáncer de tiroides: las células de carcinoma papilar de tiroides (PTC), carcinoma folicular de tiroides (FTC) y carcinoma anaplásico de tiroides (ATC) muestran una disminución gradual en el valor mediano del índice espectral a medida que aumenta la malignidad.
Los resultados indican que la imagen iSCAT de campo amplio combinada con el análisis del índice espectral de potencia puede servir como una lectura óptica intrínseca del estado celular. Dado que no requiere marcadores exógenos, este método podría tener potencial de aplicación en estudios longitudinales de células vivas, mecanobiología, investigación del cáncer y evaluación de calidad en terapias con células madre.
Consulte el artículo: “Label-free mapping of subcellular dynamics using wide-field interferometric scattering microscopy and spectral exponent analysis.” PhotoniX Life. doi: 10.3724/PXLIFE.2025-0012
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