Siete grandes descubrimientos científicos posibles gracias a los microscopios
La posibilidad de observar el mundo bajo un microscopio ha abierto grandes puertas al mundo de la ciencia. Durante años, estos equipos eran imprecisos y difíciles de fabricar, hasta que a finales del siglo XIX, en 1877, Ernst Abbe
publicó por encargo de Carl Zeiss su teoría del microscopio, que daba la primera base matemática y óptica a la producción de equipos.
Con motivo del Día Mundial de la Ciencia y la Tecnología el 10 de abril, Zeiss, principal fabricante de microscopios, comparte siete grandes descubrimientos científicos de los últimos 120 años, posibles gracias al uso de estos aparatos.
1. LA NEURONA, ESTRUCTURA BÁSICA DEL SISTEMA NERVIOSO
Imagen de una neurona bajo un microscopio
En 1906 Santiago Ramón y Cajal recibió el Premio Nobel de Fisiología y Medicina por su Doctrina de la neurona, según la cual el cerebro está compuesto por estas células independientes y funcionales, y no una red de transmisión de impulsos
nerviosos, como se creía hasta ese momento.
Para visualizar las neuronas, Ramón y Cajal utilizó una técnicas de tintado en una célula de cada cien lo que le permitió aislar las neuronas y demostrar a través del microscopio que estaban separadas.
2. IDENTIFICACIÓN DE LA ENFERMEDAD DEL ALZHEIMER
Una muestra de un fragmento de cerebro con Alzheimer (los puntos en azul son las neuronas afectadas
El mismo año que Ramón y Cajal recibió el Nobel, Alois Alzheimer presentó en la XXXVII Conferencia de Psiquiatría del Sudoeste Alemán en Tübingen, un estudio en el que se hacía referencia por primera vez a una enfermedad de la corteza cerebral. Esta enfermedad, que se conocería posteriormente como Alzheimer, presentaba diversos síntomas como pérdida de memoria, desorientación y demencia, causas directamente relacionadas con cambios en la estructura de la corteza cerebral observados a través del microscopio.
3. PRIMER ESTUDIO MICROSCÓPICO DE CÉLULAS VIVAS
Vídeo original del primer estudio que se hizo de células vivas por parte de Frits Zernike.
Actualmente el microscopio de contraste de fases en una de las herramientas más utilizadas para el estudio de estructuras celulares ya que evita la tinción de los tejidos y, por lo tanto, mantiene las células vivas. Esto permite realizar análisis más fiables y exactos con buena resolución. Hasta 1932, este tipo de microscopio, desarrollado por Frits Zernike, no existía y todos los estudios debían realizarse con muestras de tejidos muertos. Zernike aceleró con esta técnica muchos años de investigación científica
4. VIRUS DE PAPILOMA COMO CAUSA DEL CÁNCER DE CUELLO DE ÚTERO
Dos imágenes del virus del papiloma humano.
En 1983 Harald Zur Hausen descubrió que el virus del papiloma humano, una enfermedad de transmisión sexual, era un factor necesario en el desarrollo de casi todos los cánceres cervicales. Zur Hausen logró aislar bajo el microscopio
dos cepas del virus responsables del 70% de los cánceres en el cuello del útero.
Gracias a su trabajo, hoy se dispone de vacunas que evitan un número importante de infecciones relacionadas con el virus del papiloma humano.
5. PRIMER ANÁLISIS DE PROTEÍNAS EN CÉLULAS VIVAS
Una imagen con varias muestras de proteínas tintadas con fluorescente para analizarlas en vivo.
Sesenta y dos años más tarde del descubrimiento de la técnica de contraste de fases, en 1994 el mundo científico dio un importante paso en el estudio de las células vivas gracias al descubrimiento de la proteína verde fluorescente por
parte de Martin Chalfie, Osamu Shimomura y Roger Y. Tisen. Esta proteína emite bioluminiscencia en procesos que antes era invisibles para el ojo humano, como el desarrollo de las neuronas, la evolución de las células cancerosas o la
proliferación del virus del SIDA, entre otros. Gracias a su descubrimiento a través del microscopio se ha logrado un importante avance en la biología y medicina modernas.
6. LAS APLICACIONES DEL GRAFENO EN LA ELECTRÓNICA
Vídeo de la Universidad de Cambridge
Konstantín Novosiólov y Andréy Gueim revolucionaron el mundo de la electrónica en 2004 cuando ganaron el Premio Nobel de Física por su descubrimiento a escala microscópica de las propiedades del grafeno: transparente, flexible,
extraordinariamente resistente, impermeable, abundante, económico y conductor de la electricidad mejor que ningún otro metal conocido. Su uso todavía no está muy extendido, pero varios países trabajan en las aplicaciones que puede tener el grafeno en los próximos años, como el incremento de la velocidad de cables de fibra óptica, el desarrollo de superbaterías o de pantallas táctiles flexibles más resistentes.
7. LA LLEGADA DE LA SUPERRESOLUCIÓN
Una comparativa de unas células vistas con un microscopio tradicional (confocal) y otro con uno con tecnología de súper-resolución
Durante años se pensó que la microscopía óptica tenía un límite a partir del cual no se podía conseguir más resolución. Eric Betzig, Stefan W. Hell y William E. Moerner rompieron con esta idea gracias a su introducción de la microscopía de
super-resolución, que permite observar moléculas dentro de células vivas a una escala nanométrica. Gracias a esta técnica, que les dio en 2014 a sus inventores un Premio Nobel de Química, pueden estudiarse al nivel más avanzado
enfermedades como el Alzheimer y el Parkinson. ZEISS ha aplicado esta tecnología en el desarrollo del primer microscopio de súper-resolución del mercado, el sistema ELYRA.
Más de 30 premios Nobel han utilizado los microscopios de ZEISS para cambiar el mundo científico. Los años han demostrado que la microscopía es una tecnología instrumental clave, tanto para la industria de la alta tecnología como
para la investigación en ciencias de la vida.
