Un equipo del Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET) consiguió visualizar por primera vez, en forma directa, la dinámica de una proteína de membrana interactuando con el lípido neutro colesterol. Se trata de un proceso que se ve afectado en enfermedades neurológicas como el Alzheimer y la miastenia gravis.

La visualización fue posible gracias a la combinación de la tecnología de microscopía de superresolución más avanzada disponible en la actualidad, llamada MINFLUX, junto con métodos analíticos de Inteligencia Artificial (IA). Los resultados fueron publicados en la revista Nature Communications por su carácter innovador en el campo de los receptores de neurotransmisores.

Francisco Barrantes, investigador del Instituto de Investigaciones Biomédicas (BIOMED) y líder del equipo, 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. 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”.

El receptor de acetilcolina en foco

Barrantes se especializó en el estudio del receptor de acetilcolina nicotínico (nAChR), una proteína ampliamente distribuida en el sistema nervioso central y periférico, cuya disfunción está vinculada con distintas patologías.

Desde 2008, el grupo de investigación cuenta con un microscopio de superresolución STORM (“stochastic optical reconstruction microscopy”), uno de los pocos disponibles en Argentina. Este equipo fue construido con el apoyo del premio Nobel alemán Stefan Hell y permite observar el comportamiento de las células en su entorno natural, a una escala nanoscópica, por debajo del límite de resolución del microscopio óptico.

La superresolución de este dispositivo desafía los límites de la óptica tradicional, ya que posibilita estudiar la estructura y dinámica de células vivas sin dañarlas. Antes, los intentos de observación requerían irradiarlas con electrones o rayos X, lo que alteraba o destruía las muestras.

Inteligencia Artificial aplicada a la biomedicina

El investigador remarcó que “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”.

Barrantes trabaja junto a los graduados en Ciencias de la Computación de la UCA, Lucas Saavedra y Héctor Buena-Maizón, quienes aportan sus conocimientos en análisis de datos y algoritmos.

“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”, señaló. Y concluyó: “Es la primera vez que se ha podido hacer este tipo de abordaje con una proteína de membrana”. (NA)