María Fernanda Martínez Moreno1;a, Carlos Peña Bates2,3;b, Andy Ruiz3;c.
1. Escuela Nacional de Ciencias Biológicas, Instituto Politécnico Nacional, ENCB, IPN.
2. Programa de Doctorado en Ciencias Médicas, Odontológicas y de la Salud, UNAM.
3. Instituto Nacional de Enfermedades Respiratorias Ismael Cosío Villegas, INER.
a. martinezmorenomf@gmail.com
b. krlox.peba@hotmail.com
c. doreydna@gmail.com
Resumen
La citometría de flujo es una técnica poderosa que utiliza luz láser para analizar células de manera individual en tiempo real. Esta técnica ha revolucionado la investigación médica al permitir el análisis de miles de células en solo segundos, ha facilitado el diagnóstico y el seguimiento de enfermedades como el VIH, el cáncer y los trastornos autoinmunes. Además, es fundamental para el desarrollo de nuevos tratamientos y vacunas, transformando la atención médica y ampliando nuestra comprensión de la salud humana.
Introducción
¿Te has imaginado poder analizar miles de células en sólo segundos y obtener información clave para combatir enfermedades? Gracias a la citometría de flujo, una herramienta que utiliza luz láser de alta precisión, este sueño se ha hecho realidad. La tecnología detrás de la citometría de flujo combina precisión y velocidad, midiendo características físicas y químicas de nuestras células de manera simultánea e individual.
La citometría de flujo permite a los científicos estudiar detalles ocultos de nuestras células y comprender mejor como responden a las circunstancias de la vida rutinaria y a las infecciones mediante el desarrollo de mecanismos de defensa. Esta técnica ha transformado nuestra capacidad para entender cómo funciona el cuerpo humano y tratar enfermedades complejas, como el virus de inmunodeficiencia humana (VIH), y sigue siendo una herramienta esencial para descifrar los misterios de nuestro organismo y en la búsqueda de nuevos tratamientos.
¿Qué compone realmente una célula?
Todos los seres vivos estamos compuestos de células, que varían en forma, tamaño, composición y función. Cada célula está rodeada por una membrana protectora, un núcleo con material genético que controla los procesos celulares, y organelos que funcionan como los órganos del cuerpo, permitiendo los procesos vitales. El cuerpo humano alberga más de 200 tipos de células, cada una cumpliendo con funciones específicas facilitadas por los receptores en sus membranas celulares, los cuales actúan como antena para la comunicación entre todas ellas mediante señales que pueden ser químicas, eléctricas o mecánicas (Alberts B. et al., 2002).
¿Cómo funciona la citometría de flujo?
Aunque el término pueda sonar complicado, su función es muy práctica. «Citometría» significa “medición de células” y «flujo» indica que las células deben estar en un líquido. Por lo que, la citometría de flujo es una técnica que mide características de las células presentes en un líquido, con ayuda de un citómetro. Este equipo organiza las células en una fila y las pasa una por una por un tubo donde son iluminadas por rayos láser, que al chocar con ellas envían señales a un detector (Pérez-Lara et al., 2018). Este detector maximiza la señal y la transforma en datos digitales que se visualizan en una computadora, como se muestra en la Figura 1.
Para medir los receptores de las células, la citometría de flujo se enfoca en la luz que pasa a través de cada célula, proporcionando información sobre su tamaño y estructura (Pérez-Lara et al., 2018), similar a la luz que pasa a través de una gota de agua y que puede generar un arcoíris. Para estudiar las células, se utilizan moléculas que emiten fluorescencia al ser iluminadas por un láser, llamadas fluoróforos. Esto permite identificar y cuantificar múltiples receptores en una sola célula.
Desde sus primeros usos, la citometría de flujo ha sido una herramienta invaluable en la investigación de enfermedades y también en el conocimiento de nuestro estado de salud general. Ha demostrado ser útil en la evaluación de las células que nos defienden contra infecciones virales como el virus de la inmunodeficiencia humana (VIH), infecciones bacterianas como las causadas por Salmonella, así como en el estudio de enfermedades donde las propias células del cuerpo están dañadas o atacan al individuo, como el cáncer y las enfermedades autoinmunes (Pérez-Lara et al., 2018, Flores González et al., 2020).
La citometría de flujo en la salud y enfermedad
El estudio de la citometría de flujo se centra principalmente en el análisis de las células inmunológicas encargadas de defendernos contra los intrusos. Sin embargo, tiene un potencial tan alto que permite analizar todas las poblaciones celulares de forma rápida. Entre sus aplicaciones más comunes destaca su uso en biometrías hemáticas, una prueba de rutina que evalúa el estado inmunológico y celular de un individuo.
En muchos lados podemos encontrar a la citometría, un clásico es en los laboratorios clínicos en la prueba de Biometría Hemática, la cual es tan rutinaria que nos la hemos hecho al menos una vez en la vida. Con ella se pueden identificar células anormales características de algunas enfermedades autoinmunes y/o conocer de forma general el estado inmunológico y celular de cualquier individuo.
Por otro lado, una de sus mayores aplicaciones, ha sido en el control del VIH dado que al virus le encanta atacar células inmunes cooperadoras (linfocitos TCD4+) y la cuantificación de estas células permite monitorear la progresión de la enfermedad y ajustar los tratamientos antirretrovirales en los pacientes que viven con la infección. Fue tanto su impacto en el seguimiento y tratamiento de los pacientes que a partir del año 1992 se estableció la evaluación por citometría de flujo de la relación de linfocitos T CD4/CD8 mediante el uso de un panel de anticuerpos combinados (Barrera L, et al., 2004). También se ha descrito que juega un papel esencial en los ensayos de vacunas contra el VIH, evaluando la respuesta inmunitaria y ayudando en el desarrollo de nuevas estrategias de prevención (OMS, 2023).
Gracias a estos avances vivir con VIH ya no es un sinónimo de muerte o deterioro grave. Del mismo modo, los tratamientos antirretrovirales han sido correctamente aplicados y se ha evaluado que inhiben eficazmente la replicación del virus, logrando una supresión viral que impide su transmisión en muchos pacientes (OMS, 2023). La constante actualización de estos tratamientos ha permitido proporcionar una calidad de vida significativamente mejor a quienes viven con esta infección.
Por ejemplo, el Valganciclovir, un antiviral utilizado como terapia complementaria en pacientes con VIH y sarcoma de Kaposi—un tipo de cáncer que provoca lesiones en la piel y es común en personas con síndrome de inmunodeficiencia adquirida—ha demostrado, a través de la citometría de flujo, una mejor regulación del estado inflamatorio. Aunque aún no existe una cura definitiva para el VIH, los tratamientos antirretrovirales inhiben la replicación del virus y mejoran la vida de los pacientes (Ramon-Luing LA, et al., 2024, OMS, 2023). La citometría de flujo sigue siendo una herramienta esencial en la investigación y desarrollo de nuevos tratamientos y vacunas.
Conclusiones
El láser, una herramienta que parecía destinada a la ciencia ficción, se ha convertido en un aliado esencial en la investigación científica. Su aplicación en la citometría de flujo ha permitido descifrar misterios ocultos en las células, proporcionando una ventana al mundo de la salud en general y de las enfermedades infecciosas.
Gracias a estos avances, los investigadores y médicos están mejor equipados para enfrentar futuras amenazas y desarrollar terapias más efectivas. En este camino, la ciencia y la tecnología continúan siendo nuestras mejores aliadas, iluminando el futuro hacia el control y prepararnos para las futuras enfermedades que nos pueden desafiar.
Referencias
- Alberts B, Johnson A, Lewis J, Raff M, Roberts K, Walker P. (2002). Biología molecular de la célula 4ta ed. Omega 1463 p.
- Barrera Ramírez, L., Drago Serrano Ma., Pérez Ramos J, Sainz Espuñes, T, Zamora A, Gómez Arroyo F, Mendoza Pérez F. (2004). Citometría de flujo: vínculo entre la investigación básica y la aplicación clínica. revista del instituto nacional de enfermedades respiratorias, 17(1), 42-55.
- Flores-Gonzalez J, Cancino-Díaz JC, Chavez-Galan L. (2020). Flow Cytometry: From Experimental Design to Its Application in the Diagnosis and Monitoring of RespiratoryDiseases. International Journal of Molecular Sciences. 21(22):8830. Doi10.3390/ijms21228830
- OMS. (2023). VIH/SIDA. Organización Mundial de la Salud. https://www.who.int/es/news-room/fact-sheets/detail/hiv-aids
- Pérez-Lara JC, Santiago-Cruz W, Romero-Ramírez H & Rodríguez-Alba JC. (2018). Fundamentos de Citometría de flujo: Su aplicación diagnóstica en la investigación biomédica y clínica. Revista Médica de la Universidad Veracruzana, 18(2), 41 52. https://www.medigraphic.com/pdfs/veracruzana/muv-2018/muv182d.pdf
- Ramon-Luing LA, Flores-Gonzalez J, Angel García-Rojas L, Islas-Muñoz B, Volkow-Fernández P, Chavez-Galan L. (2024). Valganciclovir modulates the tumor necrosis factor axis molecules expression and CD4+ T-cell subsets in disseminated Kaposi Sarcoma patients. Clinical & Experimental Immunology. 215(2):190-201. Doi:10.1093/cei/uxad115