Microscopía de lapso de tiempo

La microscopía de lapso de tiempo es una técnica de fotografía de lapso de tiempo aplicada a la microscopía . Se graban secuencias de imágenes del microscopio y luego se visualizan a mayor velocidad para ofrecer una visión acelerada del proceso microscópico.

Antes de la introducción de la videograbadora en la década de 1960, las grabaciones de microscopía de lapso de tiempo se realizaban en película fotográfica . Durante este período, la microscopía de lapso de tiempo se denominaba microcinematografía . Con el uso cada vez mayor de las videograbadoras, se adoptó gradualmente el término microscopía de vídeo de lapso de tiempo . Hoy en día, el término vídeo se está dejando de usar cada vez más, lo que refleja que se utiliza una cámara digital para grabar los fotogramas individuales, en lugar de una videograbadora.

Vídeo a cámara rápida de células cancerosas en división , creado mediante el uso de un microscopio de contraste de fases .

División celular durante 42 horas. El vídeo a cámara rápida se creó utilizando un microscopio de contraste de fases .

Jean Comandon , pionero de la microcinematografía, grabó esta película a cámara rápida alrededor de 1910, utilizando un ultramicroscopio . La película muestra bacterias de la sífilis vivas, con forma de espiral , moviéndose entre los glóbulos rojos de una rana. Nótese el movimiento de vaivén, característico de la forma causante de la enfermedad.

La microscopía de lapso de tiempo se puede utilizar para observar cualquier objeto microscópico a lo largo del tiempo. Sin embargo, su principal uso se encuentra en la biología celular para observar células cultivadas artificialmente . Dependiendo del cultivo celular, se pueden aplicar diferentes técnicas de microscopía para realzar las características de las células, ya que la mayoría de ellas son transparentes. ^{[ 1 ]}

Para mejorar aún más las observaciones, tradicionalmente se han teñido las células antes de la observación. Desafortunadamente, el proceso de tinción mata las células. El desarrollo de métodos de tinción menos destructivos y de métodos para observar células sin teñir ha llevado a que los biólogos celulares observen cada vez más células vivas. Esto se conoce como microscopía de células vivas . Se han desarrollado algunas herramientas para identificar y analizar células individuales durante la microscopía de células vivas. ^{[ 2 ] [ 3 ] [ 4 ]}

La microscopía de lapso de tiempo es el método que extiende la obtención de imágenes de células vivas desde una sola observación en el tiempo hasta la observación de la dinámica celular durante largos períodos de tiempo. ^{[ 5 ] [ 6 ]} La microscopía de lapso de tiempo se utiliza principalmente en investigación, pero también se utiliza clínicamente en clínicas de FIV , ya que los estudios han demostrado que aumenta las tasas de embarazo, disminuye las tasas de aborto y predice la aneuploidía. ^{[ 7 ] [ 8 ]}

Los enfoques modernos están ampliando las observaciones de microscopía de lapso de tiempo más allá de la simple creación de películas de la dinámica celular. Tradicionalmente, las células se han observado en un microscopio y se han medido en un citómetro . Esta distinción se difumina cada vez más, ya que las técnicas citométricas se integran con las técnicas de imagen para monitorizar y medir las actividades dinámicas de las células y las estructuras subcelulares . ^{[ 5 ]}

La película Los ácaros del queso de Martin Duncan, de 1903, es una de las primeras películas microcinematográficas. ^{[ 9 ]} Sin embargo, el desarrollo inicial de la microcinematografía científica tuvo lugar en París. El primer microscopio de lapso de tiempo del que se tiene constancia se ensambló a finales de la década de 1890 en el Instituto Marey, fundado por el pionero de la cronofotografía , Étienne-Jules Marey . ^{[ 10 ] [ 11 ] [ 12 ]} No obstante, fue Jean Comandon quien realizó las primeras contribuciones científicas significativas alrededor de 1910. ^{[ 13 ] [ 14 ]}

Comandon era un microbiólogo capacitado, especializado en la investigación de la sífilis . Inspirado por el trabajo microcinematográfico de Victor Henri sobre el movimiento browniano , ^{[ 15 ] [ 16 ] [ 17 ]} utilizó el ultramicroscopio, de reciente invención , para estudiar los movimientos de la bacteria de la sífilis . ^{[ 18 ]} En aquel entonces, el ultramicroscopio era el único microscopio que permitía visualizar las bacterias delgadas en forma de espiral. Utilizando una enorme cámara de cine atornillada al frágil microscopio, demostró visualmente que el movimiento de la bacteria causante de la enfermedad es singularmente diferente al de la forma no patógena. Las películas de Comandon resultaron fundamentales para enseñar a los médicos a distinguir ambas formas. ^{[ 19 ] [ 20 ]}

El extenso trabajo pionero de Comandon inspiró a otros a adoptar la microcinematografía. Heniz Rosenberger construyó un microcinematógrafo a mediados de la década de 1920. En colaboración con Alexis Carrel , utilizaron el dispositivo para desarrollar aún más las técnicas de cultivo celular de Carrel . ^{[ 21 ]} Warren Lewis realizó un trabajo similar. ^{[ 22 ]}

Durante la Segunda Guerra Mundial, Carl Zeiss AG lanzó al mercado el primer microscopio de contraste de fases . Con este nuevo microscopio, por primera vez se pudieron observar detalles celulares sin utilizar tinciones letales. ^{[ 1 ]} Al realizar algunos de los primeros experimentos de lapso de tiempo con fibroblastos de pollo y un microscopio de contraste de fases, Michael Abercrombie describió en 1953 las bases de nuestra comprensión actual de la migración celular . ^{[ 23 ] [ 24 ]}

Con la introducción generalizada de la cámara digital a principios de este siglo, la microscopía de lapso de tiempo se ha vuelto mucho más accesible y actualmente está experimentando un aumento sin precedentes en las publicaciones científicas. ^{[ 5 ]}

• Imágenes de células vivas
  • Imágenes de células individuales vivas
• Citometría
• Fotografía de lapso de tiempo

• Introducción a las técnicas de imagen de células vivas por la Universidad Estatal de Florida