Este artículo es avanzado, así que puede que sólo necesites conocer una o unas pocas de las siguientes mediciones
Medición de la masa celular
Como su nombre indica, la masa celular se refiere a la masa de una sola célula o grupo de células. La medición de la masa celular no es tan sencilla como colocar la muestra en una balanza normal, porque las células vivas se encuentran en el rango de los picogramos. En su lugar, los investigadores utilizan una picobalanza especializada que emplea un voladizo, una estructura que contiene una viga o elemento horizontal apoyado sólo en un extremo. Sujetando las células a un extremo, se puede cuantificar el cambio de masa y calcular la masa celular.
Utilizando esta tecnología de picobalanza, los investigadores han demostrado que la masa de las células de fibroblastos murinos oscila entre 12 y 15 picogramos.
Medición de la confluencia celular
La confluencia celular es un porcentaje de una superficie determinada cubierta por células. Este método evalúa el crecimiento de tus células cultivadas a lo largo del tiempo, y esta propiedad puede medirse mediante métodos visuales o automatizados.
Las estimaciones visuales resultan subjetivas e introducirán variabilidad de forma inherente. Este método consiste en tomar una imagen de tu muestra celular y estimar cuántas células cubren un área determinada. Sin embargo, la medición de la confluencia por medios automatizados es la opción preferida por los científicos, ya que este método proporciona datos precisos y es más rápido que las estimaciones visuales. Máquinas como Solentim Cell Metric pueden determinar la confluencia tomando una imagen de tu muestra y analizando el área de células adherentes.
Fig. 1 - Cuatro confluencias diferentes de células al microscopio
Medición del tamaño celular
La medición del tamaño celular suele realizarse utilizando una retícula, que contiene una escala con 100 divisiones en el ocular de un microscopio óptico. Para calcular cuántos micrómetros contiene una división de la retícula hay que utilizar un micrómetro de platina, un portaobjetos que contiene una escala de longitud conocida. Una vez calculado esto, podrás medir el tamaño de cualquier célula.
Una retícula es un aparato que contiene una escala con 100 divisiones y se coloca en el ocular del microscopio. Una platina micrométrica es un portaobjetos que contiene una escala de longitud conocida para calibrar una retícula.
Calibrar la retícula
Como ya hemos dicho, necesitas un micrómetro de platina para calibrar la retícula. A continuación se describen los pasos a seguir:
- Selecciona el menor aumento de tu microscopio.
- Coloca un micrómetro de platina en la platina del microscopio.
- Coloca una retícula en el ocular del microscopio de modo que sus divisiones se alineen con la escala micrométrica de la platina (es útil alinear los ceros juntos).
- Cuenta el número de divisiones del retículo que coinciden con el micrómetro de la platina.
- Calcula los micrómetros de una división de la retícula.
Fig. 2 - En esta figura se observan tres campos de visión. A) Una retícula ocular B) Células superpuestas y una retícula ocular C) Un micrómetro y una retícula ocular
Supongamos que utilizas una retícula que contiene 100 divisiones, una platina micrométrica que contiene 100 divisiones de 10 μm y un aumento de 4x. Supón que la longitud total de la retícula abarca sólo 20 divisiones del micrómetro de la platina. Por tanto, la longitud total de la retícula es
20 divisiones x 10 μm = 200 μm
Es decir, 100 divisiones de la retícula representan 200 μm y, por tanto
1 división de retícula = 2 μm.
Este valor representa tu factor de aumento, y siempre que utilices el mismo aumento en tu microscopio, podrás medir la longitud de tus especímenes en tu muestra. Si has medido la longitud de tu célula en 2 divisiones de gratícula, podemos calcular la longitud verdadera de la célula mediante la siguiente ecuación:
Tamaño real (μm) = número de divisiones del retículo x factor de aumento.
En este caso, el tamaño celular verdadero es 2 x 2 = 4 μm.
Medición del volumen de glóbulos rojos
Tu sangre contiene muchas otras células y componentes además de los glóbulos rojos. Entre estos componentes están las plaquetas, los leucocitos y el plasma. El volumen de glóbulos rojos describe la proporción o porcentaje de glóbulos rojos respecto al volumen de sangre total; es lo que se conoce como hematocrito. En adultos sanos, este valor debe oscilar entre el 40 y el 48%.
Fig. 3 - Contenido separado de una muestra de sangre
A los pacientes se les extrae sangre en clínicas y hospitales, y los analizadores hematológicos automáticos devuelven el recuento de hematocritos.
Un recuento bajo de hematocritos indica un porcentaje anormalmente bajo de glóbulos rojos y que el paciente puede sufrir
- Hemorragia
- Anemia
- Defectos de la médula ósea
Un hematocrito alto indica un porcentaje anormalmente alto de glóbulos rojos y que el paciente puede estar sufriendo:
- Deshidratación
- Policitemia vera
La deshidratación puede provocar un aumento del recuento de hematocrito, ya que hace que disminuyan los niveles de plasma. Como el porcentaje de plasma disminuye pero el recuento de glóbulos rojos sigue siendo el mismo, la proporción de hematocrito aumentará.
La policitemia vera es un trastorno sanguíneo en el que la médula ósea de un individuo produce demasiados glóbulos rojos. Este trastorno está causado por mutaciones en el gen JAK2 y hace que la sangre del individuo se vuelva demasiado espesa, lo que le hace propenso a sufrir coágulos sanguíneos y accidentes cerebrovasculares.
Fig. 4 - Las personas con policitemia vera tienen demasiados glóbulos rojos en la sangre
Medición de la migración celular
La migración celular describe la velocidad de la motilidad celular. Esta medición es clave, ya que la motilidad interviene en procesos importantes como el desarrollo de los tejidos y las respuestas inmunitarias. Existen diferentes tipos de ensayos que los investigadores utilizan para medir la migración celular, como:
- Ensayos de rascado con pipeta (también llamado ensayo de cierre de heridas)
- Ensayos de invasión Transwell (también llamado ensayo de cámara Boyden modificada)
- Imágenes en vivo
Aquí nos centraremos en los ensayos de rascado con pipeta y de transwell.
El ensayo de rascado con pipeta consiste en crear manualmente una herida con una pipeta en un cultivo celular. Las células que se encuentran en el borde de la nueva herida migrarán hacia el hueco libre de células. Se toman imágenes a intervalos regulares durante la duración del ensayopara calcular la velocidad de migración celular.
El ensayo de invasión transwell implica una cámara que contiene una capa superior y otra inferior separadas por una capa permeable recubierta de proteínas de matriz extracelular, como el colágeno. Las células se siembran ("plantan") en la capa superior, mientras que la inferior se llena con un medio que contiene un quimioatrayente. Con el tiempo, las células migrarán a través de la membrana, y el índice de migración celular se calcula contando las células migradas con un lector de placas.
Un quimioatrayente es una sustancia química que induce la motilidad celular según su gradiente químico. Las células pueden migrar alejándose o acercándose al gradiente quimiotáctico.
Medición de la densidad celular
La densidad celular de una sola célula se refiere a su relación masa/volumen. Los investigadores suelen utilizar esta medida para controlar el progreso de procesos como la proliferación celular y la apoptosis.
Un sensor de masa microfluídico (SMR) mide la densidad celular, también denominado resonador de microcanal suspendido (SMR). Esta máquina puede contener dos fluidos de densidades diferentes; un fluido son las células que se investigan y el otro fluido es más denso. Se calculan la densidad del fluido y la masa flotante de las células, lo que permite a la máquina calcular la densidad unicelular.
La densidad del fluido describe la masa de fluido en un volumen determinado, mientras que la masa boyante de la célula se refiere al cambio en la masa del voladizo cuando una célula se desplaza por un canal. Estas mediciones van más allá de tus especificaciones, por lo que no es necesario que conozcas estas definiciones en detalle.
Medición del metabolismo celular
El metabolismo celular se refiere a la suma de todos los procesos bioquímicos que tienen lugar en una célula, incluidas las reacciones catabólicas y anabólicas. Estos procesos incluyen la respiración celular, la síntesis de proteínas y el tráfico celular. En particular, las reacciones metabólicas cambian y se desvían de la norma en los estados de enfermedad. Como quizá puedas imaginar, se producen muchas reacciones simultáneamente; veremos un par de ejemplos.
Lasreacciones catabólicas describen la descomposición de moléculas complejas en subunidades más pequeñas y la liberación de energía. Por otro lado, las reacciones anabólicas implican la construcción de moléculas complejas a partir de subunidades más pequeñas y el consumo de energía.
Metabolismo de la proinsulina
La proinsulina es la molécula precursora de la hormona más conocida, la insulina. La proinsulina se desdobla en dos sitios para dar lugar a la insulina, que regula la captación celular de glucosa. En las personas sanas, sólo se liberan en el torrente sanguíneo trazas de proinsulina no dividida. Sin embargo, los investigadores han descubierto que los niveles elevados de proinsulina no dividida circulante indican resistencia a la insulina, concretamente en la diabetes de tipo II.
Los kits de ensayo inmunoenzimático (ELISA) miden los niveles de proinsulina no dividida en muestras clínicas. Estos ensayos utilizan anticuerpos y tecnologías basadas en la fluorescencia para cuantificar el nivel de proteínas en una muestra. Utilizando estos kits, puedes medir los niveles de proinsulina circulante para controlar el metabolismo de la proinsulina.
Consumo de oxígeno
El oxígeno es un sustrato clave en la respiración aeróbica, y la tasa de consumo de oxígeno es un gran indicador del estado de una célula. Por ejemplo, una tasa baja de consumo de oxígeno puede indicar una disfunción mitocondrial. En los laboratorios, los investigadores utilizan máquinas automáticas para calcular la tasa de consumo de oxígeno.
Las máquinas, como el Analizador de Flujo Extracelular Seahorse, cuantifican la respiración mitocondrial informando de la tasa de consumo de oxígeno. Mediante el uso de fluoróforos sensibles al pH, se detecta cualquier cambio en la concentración de oxígeno y se controla la tasa de consumo de oxígeno a lo largo del tiempo.
Medición de células - Puntos clave
La masa celular puede cuantificarse mediante la tecnología de picobalanza.
La confluencia celular puede medirse por medios automatizados, mediante los cuales una máquina toma imágenes de tus células adherentes y calcula cuántas células hay en una zona determinada.
El tamaño celular puede medirse mediante microscopía óptica y calibración de la retícula.
El volumen de glóbulos rojos, también llamado hematocrito, puede medirse con analizadores hematológicos e indica la salud del paciente.
Otras mediciones celulares, como la migración celular, la densidad y el metabolismo, pueden medirse y controlarse mediante kits de ensayo y máquinas especializadas.
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