Vídeos com detalhes espetaculares obtidos por meio de um microscópio inovador estão provocando uma revolução na biologia, segundo cientistas.

A técnica já foi chamada de “blobologia” porque suas imagens tinham limitações na resolução. Mas agora está sendo usada para criar vídeos sobre o funcionamento interno do corpo em um nível de detalhe nunca antes visto.

Essa nova visão do corpo provavelmente vai acelerar o desenvolvimento de remédios mais eficazes para demência e infecções.

De acordo com biofísico Peter Rosenthal, do Francis Crick Institute em Londres, há uma grande expectativa em relação ao potencial dessa tecnologia.

“Essa é a novidade mais quente na pesquisa biológica”, disse ele à BBC News.

“Isso tem sido descrito como uma ‘revolução na resolução’. Há um crescimento exponencial no número de novas imagens e mapas 3D sendo produzidos e os pesquisadores querem ser treinados para fazer isso.”

Imagem mostra diferença na resolução de imagem feita pelo microscópio antes de 2013, quando era pouco definida, e no presente, com melhor resolução
De uma imagem em baixa resolução (até 2013, à esquerda), a técnica passou para a visualização de moléculas com resolução atômica (atualmente, à direita) créditos: Martin Högbom/Nobel Prize Organization

Mas essa técnica, chamada microscopia crio-eletrônica, ou crio-ME, já foi tratada com muitas reservas.

Ela foi vista como uma “alternativa maluca” a outras técnicas durante décadas. Isso porque as imagens resultantes eram uma espécie de manchas ou bolhas (blobs, em inglês) – daí o nome “blobologia” cunhado pelos críticos.

Com o tempo, no entanto, os cientistas refinaram a crio-ME, a ponto de ganhar o Prêmio Nobel de Química em 2017. Foi crucial o conjunto de melhorias na tecnologia de câmera, processamento de imagem, computação e redução de custo. Isso transformou a “blobologia” em “ultra-definição-3D-videologia”.

Imagem do vírus da gripe
Nova visualização em 3D do vírus da gripe feita por cryo-EM. Compare com a imagem abaixo, feita a partir da cristalografia de raios-X créditos: Crick Institute
Imagens do vírus da gripe
Imagem do vírus da gripe feita por cristalografia de raios-X créditos: KENNETH EWARD/BIOGRAFX/SCIENCE PHOTO LIBRARY

Os vídeos estão mostrando aos pesquisadores o que realmente acontece nas células e abrindo caminho para o desenvolvimento de melhores remédios para doenças infecciosas.

Isso inclui condições que são difíceis de tratar, como gripe e HIV/Aids. Também há perspectivas para tratamentos de doenças como Alzheimer e Parkinson.

De acordo com Rosenthal, “é como ver como todas as diferentes partes de uma orquestra tocam para formar uma música. Podemos aprender, em detalhes, como os processos nas células funcionam e o que acontece quando algo dá errado e causa doenças.”

Veja alguns exemplos.

O interior de uma célula

Os cientistas criaram uma imagem que amplia uma pequena parte no interior de uma célula – e não é uma simulação, é real.

No vídeo, os finos tubos amarelos são ‘fios’ do agente de coagulação do corpo prontos para serem transportados para o local de uma ferida.

Sistema de transporte nas células

O vídeo mostra em detalhes surpreendentes como os conjuntos de diferentes produtos químicos são transportados dentro de uma célula.

A linha roxa pode ser vista como uma “tirolesa” em que os pacotes saltam quando recebem um sinal de que são necessários.

Os pacotes vermelhos contêm um agente de coagulação do sangue que corre para a borda da célula para curar feridas.

Vírus da gripe

O vídeo mostra o “maquinário” completo e detalhado do vírus da gripe. A bola contém a âncora que a prende ao resto do vírus, e o topo é a parte que perfura as células do corpo para infectá-las.

Este vírus foi imobilizado pelas três moléculas que aparecem acima da bola, que fazem parte do sistema imunológico.

Neste caso, o vírus foi bloqueado pelas defesas naturais do corpo, mas dá aos pesquisadores novas ideias sobre como desenvolver remédios que funcionem de maneira semelhante.


Pesquisadora de gripe no Francis Crick Institute em Londres, Lesley Calder diz que a crio-ME está transformando sua pesquisa.

“É um enorme progresso para ver o que acontece dentro de estruturas que antes você tinha que cortar em fatias ou ver apenas o lado de fora. Agora podemos ver toda a estrutura”, diz ela.

E Lesley não está sozinha. Houve aumentos recenetes no número de cientistas que usam a tecnologia, no financiamento disponível para isso e no número de imagens e vídeos.

De acordo com Donald Benton, “há uma grande quantidade de material fantástico saindo a cada semana desses microscópios. Agora podemos ver a estrutura das moléculas em ação dentro da célula”.

Ver a forma e a estrutura das moléculas biológicas é importante porque elas são as engrenagens e as rodas que fazem os seres vivos funcionarem. Elas trabalham dentro e entre as células, que são os blocos de construção da vida humana.

As células são onde muitos dos processos básicos do corpo humano ocorrem. E também onde batalhas violentas contra doenças são travadas.

Tradicionalmente, os pesquisadores usavam um processo chamado cristalografia de raios-X para ver o que ocorre em níveis quase atômicos. O processo envolve transformar a amostra em um cristal e irradiar raios-X.

Os raios-X se dispersam quando esbarram nas moléculas da amostra. E os pesquisadores são capazes de reconstruir uma imagem altamente precisa da amostra a partir do padrão dos raios X.

A técnica foi incrivelmente bem sucedida. Ela produz imagens da estrutura de moléculas biológicas em resolução atômica e revolucionou nossa compreensão dos processos biológicos, permitindo a criação de centenas de novos medicamentos.

Mas sua desvantagem é que as moléculas são retiradas de seu ambiente natural e o que se obtém é um “retrato instantâneo” de sua forma, em vez de uma observação do que acontece na célula.

A crio-ME, por outro lado, permite aos pesquisadores ver as moléculas em seu estado natural. A técnica envolve congelar moléculas biológicas ou vírus dentro da célula e registrar milhares de imagens de diferentes ângulos e em diferentes estágios do processo biológico, usando um microscópio eletrônico.

Dessa forma, os pesquisadores podem juntar essas imagens e criar um vídeo de processos vivos em ação.


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Escrito por: Pallab Ghosh - BBC News

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