Novo estudo revela a complexidade das células sem danificá-las

São PauloCientistas do Laboratório Nacional de Brookhaven, do Departamento de Energia dos EUA, desenvolveram uma nova técnica para visualizar células em detalhe sem danificá-las. Este método inovador utiliza duas técnicas de raios-X: tomografia computadorizada (XCT) e microscopia por fluorescência (XRF).

Pontos principais:

• Esta técnica captura a estrutura detalhada e a composição química das células.
• Auxilia na compreensão do funcionamento e interação das células.
• Tem aplicações potenciais na medicina, agricultura e outras áreas.

A equipe utilizou células da linha HEK 293 de rim embrionário humano para a pesquisa. Essas células são fáceis de cultivar, mas difíceis de visualizar com raios-X. Eles precisaram seguir um processo complexo para preparar as amostras.

Primeiro, trate as células com paraformaldeído para preservar sua estrutura. Em seguida, congele rapidamente as amostras usando etano líquido. Posteriormente, transfira-as para nitrogênio líquido. Por fim, liofilize as amostras para remover a água enquanto mantém a estrutura celular.

Técnicas de Imagem:

• XCT: Esta técnica capta a estrutura física da célula. Utiliza raios-X para mostrar uma seção transversal da amostra.
• Microscopia XRF: Esta técnica revela a distribuição dos elementos dentro da célula. Utiliza raios-X de alta energia para excitar o material, fazendo-o emitir fluorescência de raios-X. Isso ajuda a entender a composição química da célula.

Xianghui Xiao, cientista principal em Brookhaven, destacou as vantagens de combinar duas técnicas. A tomografia computadorizada (XCT) proporciona uma imagem 3D da célula, permitindo direcionar as medições de fluorescência de raios X (XRF) para áreas específicas. Esse método economiza tempo e diminui o risco de danificar as células devido à exposição excessiva aos raios X.

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Novas técnicas podem aprimorar usos práticos. Yang Yang, um cientista de Brookhaven, afirmou que elas podem auxiliar na administração de medicamentos. Ao captar imagens de partes das células e monitorar como os elementos mudam durante o tratamento, os cientistas poderão aprender mais sobre o funcionamento dos medicamentos nas células.

Aplicações Futuras:

• Estudar células humanas e seus organelas.
• Examinar fungos patogênicos e bactérias benéficas.
• Compreender a interação entre patógenos e seus hospedeiros.
• Pesquisar o microbioma humano.
• Investigar as relações simbióticas entre plantas e fungos.

Qun Liu, um biólogo estrutural do Brookhaven, mencionou que essa tecnologia pode auxiliar no estudo de culturas como o sorgo. O sorgo é vital para a bioenergia, e entender como ele interage com o fungo prejudicial Colletotrichum sublineola pode levar a formas mais eficazes de proteger a plantação.

Este novo método de imagem nos ajuda a aprender mais sobre o funcionamento dos sistemas biológicos. Ele proporciona maneiras aprimoradas de observar células e cria novas ferramentas para compreendê-las melhor. À medida que esta área continua a avançar, podemos esperar ver imagens ainda mais nítidas da estrutura e do funcionamento das células.

Este estudo foi financiado pelo Programa de Pesquisa e Desenvolvimento Dirigido pelo Laboratório de Brookhaven e pelo Escritório de Ciência do Departamento de Energia.