Estudiando C. Elegans bajo el microscopio: Evident se asocia con BioBus en la educación científica
Desde 2008, BioBus ha ayudado a estudiantes desde la escuela primaria hasta la universidad a descubrir, explorar y continuar estudios en ciencias. Hasta la fecha, BioBus ha beneficiado a 430,000 estudiantes en todo el mundo, ofreciendo laboratorios científicos prácticos a bordo de laboratorios móviles equipados con microscopios Evident, así como programas extracurriculares, de fin de semana y de verano, además de pasantías. La iniciativa está dirigida especialmente a estudiantes excluidos de la comunidad científica por factores como la raza, el género, la situación económica y el acceso físico, con especial atención a New York City y Boston.
Como parte de la colaboración continua entre Evident y BioBus, entrevistamos a dos Jóvenes Científicos de BioBus, Sulaf y Josh, acerca de sus hallazgos al estudiar los hábitos reproductivos de Caenorhabditis elegans (C. elegans) bajo el microscopio y cómo los microscopios Evident desempeñaron un papel valioso en su investigación.
Pregunta: ¿Nos puedes contar de qué trata tu proyecto? ¿Qué tiene de especial C. elegans?
Sulaf: Nuestro proyecto se enfocó en la especie de nematodo microscópico (gusano) C. elegans y en cómo su fertilidad o capacidad de poner huevos se ve afectada al exponerse a una dieta rica en azúcar. Aunque nos centramos mucho en estudiar las tasas de fertilidad de nuestros gusanos, utilizamos estos datos principalmente como una herramienta para observar cómo reaccionaban sus cuerpos a una dieta rica en azúcar. C. elegans comparten muchos genes con diferentes especies, incluidos los humanos, lo que explica que se estudien tan frecuentemente, y que los hayamos elegido para nuestro proyecto.
Josh: La investigación sobre cómo la nutrición y la dieta afectan al organismo humano se puede realizar de manera muy eficaz estudiando C. elegans. Elegimos estudiar esto porque la disparidad alimentaria y el consumo excesivo de azúcar son un problema creciente en Estados Unidos. Resulta fundamental analizar los efectos del azúcar sobre la fertilidad de C. elegans, ya que así podemos observar en poco tiempo los efectos a lo largo de la vida de una alta ingesta de azúcar en la reproducción.
Pregunta: ¿Qué observas cuando miras a C. elegans bajo el microscopio?
Josh: Cuando miras a C. elegans bajo el microscopio, ves un grupo de gusanos muy pequeños y transparentes que están en diferentes etapas de su vida.
Sulaf: Sinceramente, cuando los veo de cerca, creo que son adorables.» Tienen aspecto de gusanos redondos cortos y delgados (aunque los adultos son un poco más gruesos), pero son completamente transparentes y a veces presentan un ligero tono azul muy claro. Cuando se mueven, se contonean por su entorno, y es muy tierno.
Pregunta: ¿Qué hace que los microscopios Evident sean una herramienta valiosa en su investigación con C. elegans?
Sulaf: Cuando se trabaja con una especie como C. elegans, contar con buenos microscopios estereoscópicos es absolutamente fundamental. La única manera de transferir los gusanos de una placa a otra, o incluso simplemente observarlos, es bajo un microscopio. Así que, en las raras ocasiones en que no podíamos acceder a un microscopio (o teníamos que usar uno que no tenía suficiente aumento), prácticamente no podíamos continuar ese día. Si no fuera por las herramientas a las que pudimos acceder a través de Biobus y Evident, realizar nuestros experimentos habría sido significativamente más lento y difícil.
Josh: Los microscopios Evident nos permitieron observar y contar claramente los diminutos huevos puestos por los gusanos, lo cual es esencial para medir la fertilidad.
Pregunta: ¿Qué tipos de técnicas utilizas para estudiar C. elegans bajo el microscopio?
Josh: Examinamos placas de agar y contamos los huevos en un área definida después de la incubación para observar C. elegans bajo el microscopio. Para evitar agitar a los gusanos, manipulamos las placas con cuidado, ajustando el enfoque lentamente y empleando una buena iluminación. Esto nos permitió observar el efecto a largo plazo de los niveles de azúcar en la fertilidad.
Sulaf: La técnica principal que tuvimos que aprender al estudiar C. elegans bajo el microscopio fue cómo reconocer los gusanos en sus distintas etapas de desarrollo, así como identificar los huevos de gusano. Como ocurre con otros organismos, C. elegans atraviesan varias etapas de desarrollo al pasar de larva a adulto, y no todas esas etapas ponen huevos. Como estábamos contando cuántos huevos ponían en nuestros platos para evaluar su fertilidad y, por lo tanto, su adaptación a la nueva dieta, incluir accidentalmente un gusano que aún no ponía huevos en el experimento alteraría los datos. También tuvimos que aprender a encontrar rápidamente los huevos de los gusanos, lo cual es mucho más difícil de lo que parece, ya que son muy pequeños y se confunden fácilmente con el resto de nuestras placas de agar experimentales.
Pregunta: ¿Cuál fue la parte más complicada de aprender a manipular organismos tan pequeños?
Sulaf: En mi opinión, la parte más difícil fue acostumbrarme a la técnica de manipulación de gusanos, es decir, transferir un gusano a o de una placa experimental usando algún tipo de aguja sumergida en E. coli. Es una labor sumamente delicada, que a menudo requiere el uso de una aguja metálica especialmente fabricada y extremadamente fina (en ocasiones, en el laboratorio se utiliza una pestaña humana para lograr mayor precisión), y se realiza completamente bajo el microscopio. También solo puedes transferir un gusano a la vez, lo que lo hace muy lento.
Josh: Comprender cuán delicado hay que ser con los organismos, así como aprender a transportarlos sin contaminarlos ni destruir la placa.
Pregunta: ¿Cómo ayuda su proyecto a entender mejor cómo el azúcar puede afectar a los animales e incluso a las personas?
Josh: Ya que C. elegans comparten muchos genes con los humanos, podemos analizar las observations' que hicimos sobre los cambios en la puesta de huevos y luego relacionarlas con cómo una dieta alta en azúcar podría afectar a animales y personas.
Sulaf: Gran parte de los descubrimientos que se pueden hacer al estudiar C. elegans de la manera en que lo hicimos se basan en la inferencia. Ambos estábamos muy interesados en la ciencia de la nutrición y, específicamente, en cómo la desigualdad alimentaria y el creciente problema de los desiertos alimentarios en todo el país provocan que millones de estadounidenses consuman únicamente una dieta rica en azúcar, pues no tienen acceso a otra cosa. Dado que obviamente era imposible estudiar personas para nuestro experimento, C. elegans fue la mejor opción disponible, especialmente porque sus ciclos de vida breves (de aproximadamente 2-3 semanas) nos permitían estudiar con mayor facilidad el efecto de esta nueva dieta durante toda su vida. Es cierto que realizar estas inferencias requiere muchos datos, lo que significa que nuestro estudio, por sí solo, puede no tener suficiente información para llegar a estas conclusiones, pero considero que es muy posible.
Pregunta: ¿Qué es algo que no sabías antes de empezar este proyecto, pero ahora entiendes?
Sulaf: Algo que definitivamente entiendo mejor después de este proyecto es el gran margen de error que implica cuidar insectos, incluso los microscópicos. Aunque no tengo mucha experiencia trabajando con sujetos vivos en proyectos de investigación, siempre asumí que los mamíferos eran los más difíciles de cuidar. ¡Oh, qué equivocado estaba, especialmente cuando se trataba de C. elegans! Esos pequeños gusanos se infectaban constantemente, necesitaban un mantenimiento increíblemente frecuente y morían con suma facilidad.
Josh: Cómo medir y convertir la cantidad de dextrosa que quiero para mis experimentos. Aprendí la fórmula de conversión y cómo aplicarla a otros proyectos futuros para los que podría necesitar una cantidad exacta.
P: ¿Qué te gustaría estudiar a continuación? Si pudieras hacer otro experimento, ¿cuál sería?
Sulaf: Me encantaría trabajar en algo relacionado con la tricología, la ciencia del cabello y la piel. Es mi verdadera pasión, y aunque me encantan los proyectos enfocados en biología que he podido hacer con BioBus, crear un proyecto de investigación sobre mi área especializada favorita en la ciencia, con todos los recursos de un laboratorio real a mi disposición, sería increíble.
Josh: Lo que me gustaría estudiar a continuación es un proyecto de ingeniería en el que construya algo pieza por pieza. Esto fortalecería mis habilidades científicas y me permitiría explorar nuevos intereses. Me interesa especialmente construir filtros de aire u otro tipo de máquina que ayude a reducir la contaminación del aire y mejorar la salud ambiental.
P: ¿Qué te inspiró a involucrarte con BioBus? ¿Te imaginas siguiendo una carrera en ciencias en el futuro?
Josh: Mi hermana fue quien me presentó a BioBus. Ella es una exalumna de BioBus de la era de la COVID-19. Ella me mostró la ciencia de primera mano y lo genial que realmente puede ser. Me veo siguiendo una carrera en el campo médico, posiblemente en enfermería o ingeniería biomédica.
Sulaf: Soy una chica BioBus de verdad, desde que estaba en la escuela intermedia. Mi escuela solía tener clases de biología a bordo del BioBus. Tomé algunas clases de química de nivel secundaria en su sede de Manhattanville, y he estado involucrado en muchos otros programas antes del programa de Jóvenes Científicos. Realmente admiro cómo la organización continúa haciendo que la ciencia sea accesible para estudiantes de toda la ciudad de Nueva York, y especialmente para comunidades subrepresentadas. Sus programas siempre me han brindado un espacio seguro durante mi crecimiento en las ciencias, y les estaré eternamente agradecido. Definitivamente pienso seguir una carrera en STEM. Actualmente estoy a punto de comenzar mi primer semestre como estudiante de química en UCSC (¡Fiat Slug!), con planes de especializarme en química cosmética y algún día ser el investigador principal de mi propio laboratorio.
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