Una por una, la citometría de flujo: una poderosa herramienta para medir células y más

Marisol Sandoval Ríos, Sandra Ortega Francisco y Roxana Olguín Alor

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Gracias a su enorme potencial, la citometría de flujo (CF) es una técnica ampliamente utilizada en la investigación básica y aplicada. Su gran versatilidad le ha permitido desarrollar nuevas y relevantes aplicaciones para la industria biotecnológica, farmacéutica y agropecuaria. Mediante su uso, se pueden medir células y partículas (unidades aún más pequeñas que una célula) de tal manera que, sin dar un tamaño preciso, como se haría con un microscopio convencional, podemos obtener características de tamaño, identidad, funcionalidad, etcétera. En este artículo, se describen los sistemas que forman parte de los citómetros, mencionando algunos ejemplos para comprender cómo se pueden identificar y caracterizar células y/o partículas de interés. Finalmente, se refiere el alcance de la citometría de flujo mediante sus aplicaciones en diversas áreas del conocimiento.

A pesar de que los microscopios ópticos han existido desde hace mucho tiempo y que se puede obtener la medición de las células, en unidades de longitud, a lo largo del tiempo surgió la necesidad de caracterizar y separar a las células sanguíneas, por lo que se diseñaron los primeros citómetros de flujo en los años 60 [1]. El término citometría proviene de los vocablos “cito” que se refiere a las células, y “metría” a medición. Asimismo, la característica principal de esta técnica es que la muestra (que pueden ser células o partículas) se encuentra inmersa en un fluido, por lo que se denomina citometría de flujo. La evolución de esta técnica ha sido tal, que actualmente podemos medir moléculas en la superficie y dentro de las células, así como su función en diferentes procesos, como la proliferación, ciclo celular, muerte celular, entre otras. En cuanto a partículas, podemos analizar partículas virales y microvesículas.

¿Cómo funciona la citometría de flujo?

Los citómetros de flujo tienen la facultad de detectar el tamaño y complejidad de las células y/o partículas de una muestra determinada a través de uno o varios láseres (haz de luz), que interceptan a las células y/o partículas en un espacio que se conoce como punto de interrogación. En consecuencia, la luz que se dispersa de manera frontal y lateral es registrada por el citómetro de flujo [2], es por ello que no se obtienen unidades de longitud, sino unidades arbitrarias y tamaños relativos, que podemos visualizar a través de gráficos de puntos, diagramas de densidad, histogramas, entre otros (Figura 1).

Los citómetros de flujo están compuestos por tres sistemas llamados: fluídico, óptico y electrónico [3] y, debido a las variables que existen entre ellos, se tiene una gran diversidad de equipos.

Debido a que la muestra se encuentra inmersa en un fluido, es necesario que sea alineada, es por ello que el sistema fluídico, a través de diferentes líquidos con características específicas, ayudan a alinear a las células y/o partículas contenidas en una muestra biológica, para que puedan pasar una por una y de manera ordenada en el punto de interrogación (Figura 2, inciso a).

El sistema óptico se refiere al arreglo de uno o de varios láseres combinados con filtros ópticos y espejos dicroicos (espejos que tienen la propiedad de reflejar la luz selectivamente) que, en conjunto, dirigen la dispersión de la luz emitida por la muestra hacia los detectores, los cuales tienen la función de registrar esa porción de la luz (Figura 2, inciso B). Como se mencionó anteriormente, en el punto de interrogación, el o los láseres interceptan a las células, provocando la dispersión de luz frontal y lateral, la cual se relaciona con su tamaño y contenido intracelular (como la cantidad de gránulos), a lo que llamamos “complejidad”. Ahora bien, cuando se tiene el interés de evaluar características intracelulares y de superficie, generalmente se usa la combinación de dos moléculas: 1) anticuerpos dirigidos a los blancos de interés y, 2) moléculas que, al ser impactadas por el láser, emiten una luz de menor energía que el láser, conocida como fluorescencia; las moléculas con esta propiedad se llaman fluorocromos (Figura 3) [3].

El sistema electrónico tiene la función de traducir y de amplificar la luz dispersada que es recibida por los detectores en señales eléctricas y cada señal eléctrica es interpretada como un evento individual. El conjunto de eventos con características similares se denominan poblaciones, las cuales se pueden visualizar en diferentes tipos de gráficos y ser analizadas por el usuario (Figura 2, inciso C).

El universo de aplicaciones de la citometría de flujo

Aunque en sus inicios, la citometría de flujo se utilizó principalmente en la inmunología y en la hematología, para determinar el conteo de glóbulos blancos; hoy en día es utilizada para el estudio de muchos otros tipos celulares y partículas debido a la amplia variedad de reactivos fluorescentes con los que contamos y al avance tecnológico de los citómetros de flujo. En la actualidad, se puede cuantificar el material genético de las plantas a través de la unión específica de fluorocromos al ADN, analizar la calidad de la cerveza y el vino, e incluso es una herramienta que permite evaluar a los espermatozoides que serán utilizados en la reproducción del ganado. En la figura 4 se mencionan algunos ejemplos de las aplicaciones que pueden llevarse a cabo mediante esta metodología especializada.

Sin duda, la citometría de flujo es una herramienta altamente versátil que tiene un gran impacto no solo en la investigación biomédica y clínica, sino también en la industria alimentaria, biotecnológica y agropecuaria. Gracias a su gran potencial, su uso tanto en la investigación básica como en la industria se ha vuelto esencial como una herramienta práctica y eficaz [4]. La evolución de la citometría de flujo, desde los tipos de equipos hasta la diversidad de reactivos, es una prueba del desarrollo constante que ha tenido para brindar nuevas y mejores opciones de estudio, en beneficio del desarrollo científico.

Referencias

1. Givan A. L. (2011). Flow cytometry: an introduction. Methods in molecular biology (Clifton, N.J.), 699, 1–29. DOI: 10.1007/978-1-61737-950-5_1
2. Wang, L., & Hoffman, R. A. (2017). Standardization, Calibration, and Control in Flow Cytometry. Current protocols in cytometry, 79, 1.3.1–1.3.27. DOI: 10.1002/cpcy.14
3. Marti, G. E., Stetler-Stevenson, M., Bleesing, J. J., & Fleisher, T. A. (2001). Introduction to flow cytometry. Seminars in hematology, 38(2), 93–99. DOI: 10.1016/s0037-1963(01)90043-5
4. Robinson J. P. (2022). Flow cytometry: past and future. BioTechniques, 72(4), 159–169. DOI: 10.2144/btn-2022-0005

Lecturas recomendadas

1. Patiño Uriostegui, Linda Nelly y Velazquez Cruz, Rafael. (2022). Fundamentos de citometría de flujo. Mens. Bioquím. 46:67-77. biosensor.facmed.unam.mx/tab/wp-content/uploads/2022/06/7-Patiño.pdf
2. Luvia Enid Sánchez-Torres, Alejandra Espinosa-Bonilla, Fernando Diosdado-Vargas. (2022). La citometría de flujo, un universo de posibilidades en el ámbito veterinario. Revisión. Rev Mex Cienc Pecu 13(3):763-786 DOI: 10.22319/rmcp.v13i3.5985

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