La microscopía electrónica (EM) utiliza un haz de electrones en lugar de luz para obtener imágenes de muestras, logrando una resolución de hasta 0,1 nm, aproximadamente 1.000 veces mejor que la microscopía óptica. Si bien fue reemplazada en gran medida por la inmunohistoquímica y técnicas moleculares para muchos diagnósticos, la EM sigue siendo esencial para cuestiones clínicas específicas en patología renal, neuromuscular y ciliar.

Microscopía electrónica de transmisión (TEM)

TEM transmite un haz de electrones a través de una sección ultrafina (60-100 nm) de la muestra. Los electrones interactúan con la muestra y el patrón resultante se proyecta en una pantalla fluorescente o detector digital. Las estructuras densas (núcleos, ribosomas, glucógeno) dispersan más electrones y aparecen oscuras (densas en electrones); las estructuras menos densas (matriz citoplasmática) aparecen claras (electróntransparentes).

La preparación de muestras para TEM es exigente. El tejido se fija en glutaraldehído (2,5 % en tampón cacodilato), que conserva la ultraestructura mejor que la formalina. La fijación posterior en tetróxido de osmio estabiliza los lípidos. Las muestras se deshidratan mediante etanoles graduados, se infiltran con resina epoxi y se polimerizan a 60 °C durante 24 a 48 horas. Se cortan secciones ultrafinas en un ultramicrótomo utilizando un cuchillo de diamante, se recogen en rejillas de cobre y se tiñen con metales pesados (acetato de uranilo, citrato de plomo) para mejorar el contraste.

Microscopía electrónica de barrido (SEM)

SEM escanea un haz de electrones a través de la superficie de la muestra, detectando electrones secundarios emitidos por los átomos de la superficie. Esto produce imágenes topográficas tridimensionales con una resolución de 1 a 10 nm. SEM se utiliza para examinar la arquitectura de la superficie de los tejidos: cilios, microvellosidades, superficie endotelial y materiales extraños. Las muestras requieren secado en el punto crítico y recubrimiento por pulverización catódica con oro o platino para conducir electrones.

Aplicaciones de diagnóstico de TEM

Patología renal sigue siendo la aplicación diagnóstica más importante de TEM. Las enfermedades glomerulares se clasifican según los hallazgos ultraestructurales: depósitos densos en electrones en la nefritis lúpica (mesangial, subendotelial, subepitelial), nefropatía de la membrana basal delgada (espesor de la membrana basal <200 nm), síndrome de Alport (adelgazamiento, engrosamiento y laminación irregulares de la membrana basal glomerular) y borramiento de la apófisis del pie en la enfermedad de cambios mínimos. La EM es esencial para clasificar la nefritis hereditaria y se recomienda como parte del estudio estándar para la proteinuria y hematuria inexplicables.

Patología neuromuscular: la EM identifica anomalías estructurales en biopsias de músculos y nervios. Los hallazgos específicos incluyen bastones de nemalina (miopatía congénita), enfermedad del núcleo central (estructuras centrales que carecen de mitocondrias), agregados tubulares e inclusiones cristalinas mitocondriales. En el nervio periférico, la EM detecta pérdida de fibras nerviosas amielínicas, degeneración axonal y patrones de desmielinización.

Patología ciliar: la EM de una biopsia nasal o bronquial demuestra la ultraestructura de los cilios. Los defectos del brazo de dineína, los defectos de los radios radiales y la transposición de microtúbulos son diagnósticos de discinesia ciliar primaria (síndrome de Kartagener). Se deben examinar al menos 50 cilios en sección transversal para una evaluación definitiva.

Enfermedades infecciosas: EM visualiza partículas virales directamente en el tejido, lo que proporciona un diagnóstico de infecciones en las que el cultivo o la PCR son negativos. La morfología viral característica identifica herpesvirus (nucleocápsides icosaédricas), adenovirus, poliomavirus (virus BK en trasplante renal) y patógenos emergentes.

Patología tumoral: la EM resuelve características ultraestructurales específicas: melanosomas (melanoma), gránulos de Birbeck (histiocitosis de células de Langerhans), gránulos neurosecretores de núcleo denso (tumores neuroendocrinos) y cuerpos de Weibel-Palade (tumores endoteliales vasculares). Si bien la IHC ha reemplazado a la EM para la mayoría de los diagnósticos de tumores, la EM sigue siendo útil para tumores indiferenciados raros en los que la IHC no es concluyente.

Microscopía inmunoelectrónica

El etiquetado Immunogold combina IHC con EM. Los anticuerpos conjugados con partículas de oro coloidal (5-20 nm) se unen a los antígenos diana, visibles como puntos densos en electrones bajo TEM. Esta técnica localiza proteínas en compartimentos subcelulares específicos; por ejemplo, demuestra que un patrón de tinción granular en microscopía óptica corresponde a una acumulación de proteínas mitocondriales o lisosomales. Immunogold se puede realizar en secciones ultrafinas (post-incrustación) o antes de la inclusión de resina (preincrustación).

Limitaciones

La EM requiere equipo especializado y costoso (normalmente entre 300.000 y 800.000 dólares por instrumento) y personal técnico altamente capacitado. La preparación de la muestra tarda entre 3 y 5 días. El error de muestreo supone un riesgo importante debido a la pequeña zona examinada. El tejido fijado con formalina se puede recuperar para EM, pero muestra una ultraestructura degradada en comparación con el tejido fijado con glutaraldehído. Muchos diagnósticos EM clásicos (clasificación de tumores) ahora se realizan mediante IHC, lo que reduce el volumen clínico en la mayoría de los laboratorios a casos renales y neuromusculares.