La citometría es la medición de las características de las células . Las variables que pueden medirse mediante métodos citométricos incluyen el tamaño celular , el recuento celular , la morfología celular (forma y estructura), la fase del ciclo celular , el contenido de ADN y la existencia o ausencia de proteínas específicas en la superficie celular o en el citoplasma . [1] La citometría se utiliza para caracterizar y contar las células sanguíneas en análisis de sangre comunes , como el hemograma completo.. De manera similar, la citometría también se usa en la investigación de biología celular y en diagnósticos médicos para caracterizar células en una amplia gama de aplicaciones asociadas con enfermedades como el cáncer y el SIDA .
Dispositivos citométricos
Citómetros de imagen
La citometría de imágenes es la forma más antigua de citometría. Los citómetros de imagen funcionan obteniendo imágenes estáticas de una gran cantidad de células mediante microscopía óptica . Antes del análisis, las células se tiñen comúnmente para mejorar el contraste o para detectar moléculas específicas marcándolas con fluorocromos . Tradicionalmente, las células se ven dentro de un hemocitómetro para ayudar al recuento manual.
Desde la introducción de la cámara digital , a mediados de la década de 1990, el nivel de automatización de los citómetros de imagen ha aumentado constantemente. Esto ha llevado a la disponibilidad comercial de citómetros de imagen automatizados, que van desde simples contadores de células hasta sofisticados sistemas de detección de alto contenido .
Citómetros de flujo
Debido a las primeras dificultades de automatizar la microscopía, el citómetro de flujo ha sido desde mediados de la década de 1950 el dispositivo citométrico dominante. [2] Los citómetros de flujo funcionan alineando células individuales mediante técnicas de flujo. Las celdas se caracterizan ópticamente o mediante el uso de un método de impedancia eléctrica llamado principio de Coulter . Para detectar moléculas específicas cuando se caracterizan ópticamente, las células se tiñen en la mayoría de los casos con el mismo tipo de fluorocromos que utilizan los citómetros de imagen. Los citómetros de flujo generalmente proporcionan menos datos que los citómetros de imagen, pero tienen un rendimiento significativamente mayor.
Clasificadores de células
Los clasificadores de células son citómetros de flujo capaces de clasificar las células según sus características. La clasificación se logra mediante el uso de una tecnología similar a la que se utiliza en las impresoras de inyección de tinta . La corriente de fluido se descompone en gotitas mediante una vibración mecánica. A continuación, las gotitas se cargan eléctricamente de acuerdo con las características de la celda contenida dentro de la gotita. Dependiendo de su carga, las gotas son finalmente desviadas por un campo eléctrico hacia diferentes contenedores.
Citómetros de lapso de tiempo
Una característica clave de los citómetros de lapso de tiempo es el uso de fuentes de luz que no generan calor, como los diodos emisores de luz . Esto permite colocar un citómetro de lapso de tiempo dentro de una incubadora de cultivo celular convencional para facilitar la observación continua de los procesos celulares sin que se acumule calor dentro de la incubadora.
Historia
Hemocitómetro
La historia temprana de la citometría está estrechamente relacionada con el desarrollo del recuento de células sanguíneas. A través del trabajo de Karl von Vierordt , Louis-Charles Malassez , Karl Bürker y otros, la concentración de células sanguíneas podría medirse con precisión a finales del siglo XIX utilizando una cámara de recuento de células sanguíneas, el hemocitómetro y un microscopio óptico . [3] [4]
Hasta la década de 1950, el hemocitómetro era el método estándar para contar las células sanguíneas. [5] En las aplicaciones de recuento de células sanguíneas, el hemocitómetro ahora ha sido reemplazado por contadores de células electrónicos . Sin embargo, el hemocitómetro todavía se usa para contar células en laboratorios de cultivo celular. Sucesivamente, la tarea manual de contar, usando un microscopio, es asumida por pequeños citómetros de imagen automatizados.
Microscopio de fluorescencia
En 1904, Moritz von Rohr y August Köhler en Carl Zeiss en Jena construyeron el primer microscopio ultravioleta. La intención del microscopio era obtener una resolución óptica más alta mediante el uso de iluminación con una longitud de onda más corta que la luz visual. Sin embargo, experimentaron dificultades con la autofluorescencia al observar material biológico. Afortunadamente, Köhler vio el potencial de la fluorescencia. Heinrich Lehmann en Zeiss desarrolló una técnica de filtrado para la luz de excitación de fluorescencia en 1910, basada en el trabajo de Robert Wood . Sin embargo, el "Lumineszenzmikroskop" que desarrolló fue sólo el segundo en el mercado, después del desarrollado independientemente por Oskar Heimstädt, quien trabajaba en C Reichert, Optische Werke AG en Viena, que hoy es parte de Leica Microsystems . [6] [7] [8]
Citofotometria
A principios de la década de 1930, varias empresas fabricaban microscopios de fluorescencia ultravioleta. El escenario estaba listo para que la citometría fuera ahora más allá del hemocitómetro ahora establecido. En ese momento, Torbjörn Caspersson , que trabajaba en el Instituto Karolinska de Estocolmo, desarrolló una serie de instrumentos cada vez más sofisticados llamados citofotómetros . Estos instrumentos combinaron un microscopio fluorescente con un espectrofotómetro para cuantificar los ácidos nucleicos celulares y su relación con el crecimiento y la función celular. El primer aparato de Caspersson parece ahora irremediablemente primitivo. Pero incluso este aparato primitivo obtuvo resultados y atrajo la atención de otros investigadores. Muchos de los avances en citología analítica desde la década de 1940 en adelante fueron realizados por personas que hicieron la peregrinación a Estocolmo. [9]
Citofotometría de pulso
Los primeros intentos de automatizar el recuento celular se realizaron alrededor de la Segunda Guerra Mundial. Gucker y col. construye un dispositivo para detectar bacterias en aerosoles. [10] Lagercrantz construye un contador celular automatizado basado en microscopía [11] e identifica las dificultades para alinear las células para ser contadas individualmente usando microscopía, como Moldavan había propuesto en 1934. [12] Joseph y Wallace Coulter circunnavegan estas dificultades inventando el principio de usar impedancia eléctrica para contar y dimensionar partículas microscópicas suspendidas en un fluido. [5] [13] Este principio se conoce hoy como el principio Coulter y se utilizó en el contador automático de células sanguíneas lanzado por Coulter Electronics en 1954. El " contador Coulter " fue el primer citómetro de flujo comercial.
Durante la década de 1960, Dittrich, Göhde y Kamentsky mejoran el diseño iniciado por Caspersson 30 años antes. El citofotómetro de pulso de Dittrich y Göhde fue construido alrededor de un microscopio fluorescente Zeiss y comercializado como ICP 11 por Partec GmbH en 1968. El dispositivo de Kamentsky fue comercializado por Bio / Physics Systems Inc. como Cytograph en 1970. [14] [15] Estos dispositivos fueron capaz de contar células, como el contador Coulter anterior. Pero lo que es más importante, también fueron capaces de medir las características celulares. Sin embargo, estos primeros citofotómetros estaban basados en microscopía. [dieciséis]
Citometría de flujo
En 1953, Crosland-Taylor publicó un intento fallido de contar los glóbulos rojos mediante microscopía en el que resolvió el problema de alinear las células mediante el uso de fluido envolvente para enfocar hidrodinámicamente las células. [2] A fines de la década de 1960, Van Dilla, del Laboratorio Nacional de Los Alamos, construyó el primer citofotómetro sin microscopía. Lo hizo combinando el avance de Crosland-Taylor con los tintes fluorescentes desarrollados originalmente para microscopía y un sistema de detección fluorescente basado en láser: el citómetro de flujo como lo conocemos hoy. [17] [18] [19] Fulwyler, también en Los Alamos, combina el principio Coulter con la tecnología de impresora de inyección de tinta continua para crear el primer clasificador de celdas en 1965. [20]
En 1973, Steinkamp y el equipo de Los Alamos hicieron un seguimiento con un clasificador de células basado en fluorescencia. [21]
En 1978, en la Conferencia de la Fundación Estadounidense de Ingeniería en Pensacola, Florida, el nombre de citofotometría de pulso se cambió a citometría de flujo , un término que rápidamente se hizo popular. [22] En ese momento, la citometría de pulsos se había convertido en la forma moderna de citometría de flujo, iniciada por Van Dilla diez años antes.
Ver también
- Citometría de masas
Referencias
- ^ "Sociedad internacional para el avance de la citometría" . Archivado desde el original el 28 de marzo de 2013 . Consultado el 31 de marzo de 2013 .
- ^ a b Crosland-Taylor, PJ (1953). "Un dispositivo para contar pequeñas partículas suspendidas en un fluido a través de un tubo". Naturaleza . 171 (4340): 37–38. Código bibliográfico : 1953Natur.171 ... 37C . doi : 10.1038 / 171037b0 . PMID 13025472 . S2CID 4273373 .
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- ^ a b "La historia de la citometría de flujo" . Beckman-Coulter Inc . Consultado el 31 de marzo de 2013 .
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- ^ "Museo Partec Flow" . Partec GmbH . Consultado el 25 de agosto de 2013 .
enlaces externos
- Citometría Volumen 10 por Laboratorios de Citometría de la Universidad de Purdue