Observan el movimiento de espermatozoides en 3D

Con una novedosa técnica que permite seguir la trayectoria de células móviles en tres dimensiones, expertos de la Universidad Nacional observan al espermatozoide humano. Tener conocimiento básico sobre el movimiento de su flagelo podría servir para detectar fallas que le impiden fecundar al óvulo.

Este procedimiento, que tiene potencial en la investigación científica, ya se ha probado en el estudio de su cola para visualizar cómo se comporta, destacó Gabriel Corkidi, coordinador del Laboratorio de Imágenes y Visión por Computadora del Instituto de Biotecnología (IBt) Unidad Morelos y creador de este desarrollo.

Consiste en tomar miles de imágenes por segundo que pueden captar diferentes planos ópticos de las células colocadas en un dispositivo similar a una pecera, donde el espermatozoide se mueve libremente en tres dimensiones (3D).

Hasta hace poco podía observarse el nado de esta célula sólo en dos dimensiones, en cajas de Petri y con un microscopio. Al medir características como la velocidad cuando nadan libremente en un medio acuoso en 3D, se supo que lo hacen casi 30 por ciento más rápido que cuando su flagelo está restringido a una laminilla de vidrio.

El espermatozoide tiene que viajar a través del tracto genital femenino de forma libre y lo hace en 3D. “Sería un error asumir que las características de movimiento vistas en el microscopio, en 2D, son cercanas a la realidad”; pero con la técnica de los universitarios es posible ver a esa célula comportándose de forma similar a como lo haría en su medio.

El espermatozoide es la célula reproductora masculina, formada por una cabeza que le permite entrar al óvulo y que contiene el ADN; la parte media, con mitocondrias que le suministran energía, y una cola o flagelo, para ir hacia el óvulo.

La cabeza mide cerca de cuatro micras y su flagelo unas 50; su cabeza es entre dos y cinco veces menor que la mayoría de las células. Pero el problema para analizarlo en 3D no es solamente su tamaño, sino la velocidad a la que mueven su flagelo.

“Puede oscilar entre cuatro y 25 veces por segundo, y eso es lo que hace complicado capturarlo digitalmente en 3D, pues es necesario tomar miles de imágenes mientras se hace el barrido del volumen por donde pasa”, explicó.

Microscopio adaptado

El equipo de Corkidi usó un microscopio óptico al que adaptó una cámara capaz de adquirir hasta ocho mil imágenes por segundo y una lente montada en un dispositivo de cristal de cuarzo que, al aplicarle un voltaje controlado, puede expandirse y contraerse a su estado original. Así, al aplicar el voltaje en forma de una onda oscilatoria el cristal se expandirá hasta 400 micras y se contraerá a la misma frecuencia del voltaje.

Por este trabajo, que inició en 2001, Corkidi y su equipo fueron galardonados en 2008 con el premio Imaging Solutions of the Year en la categoría de Microscopía, por la revista Advanced Imaging.