Pesquisadores desenvolveram uma maneira de tornar um cérebro completamente transparente, para poder estudar, em três dimensões, sem dissecção e com todos os neurônios e estruturas moleculares, o que acontece em seu interior.
O estudo foi publicado nesta quarta-feira (10) na revista científica "Nature".
"Nós usamos processos químicos para transformar os tecidos biológicos e preservar sua integridade, tornando-os transparentes e permeáveis a macromoléculas", resumiu em um comunicado Kwanghun Chung, principal autor do estudo.
Esta técnica, batizada de "Clarity" (claridade, na tradução livre do inglês) por seus inventores da Universidade de Stanford, foi utilizada no cérebro de um rato morto e também em um cérebro humano preservado por mais de seis anos. Poderá ainda ser aplicada a outros órgãos, de acordo com o artigo.
Imagem à esquerda mostra cérebro do rato; imagem à direita apresenta o cérebro no estágio transparente após passar pela técnica denominada "Clarity" (Foto: Kwanghun Chung e Karl Deisseroth/Howard Hughes Medical Institute/Universidade Stanford)Desenvolvida sob a liderança de Karl Deisseroth, psiquiatra e especialista em bioengenharia, esta nova técnica pode revolucionar a compreensão da função cerebral, suas doenças e como afetam o nosso comportamento.
Formado por uma massa de matéria cinzenta e circuitos aninhados, o cérebro é como uma misteriosa caixa preta cheia de circunvoluções. Os cientistas têm procurado há muito tempo desvendar seus mistérios, a fim de entender como ele funciona e por que às vezes não funciona.
Para ver mais claramente, a equipe de Karl Deisseroth procurou simplesmente uma maneira de se livrar de elementos opacos do cérebro. Mas o que faz o cérebro "opaco", impermeável a substâncias químicas e a luminosidade, são os lipídios, ou seja, as gorduras.
O problema é que estas gorduras ajudam a formar as membranas celulares e dão estrutura ao cérebro. E se forem removidas, os tecidos remanescentes se desmancham como um pudim muito aguado. Os pesquisadores de Stanford conseguiram, pela primeira vez, substituir esses lipídios por hidrogel, um gel composto principalmente por água.
Mergulhar e aquecer
A receita parece simples: mergulhar o cérebro intacto na solução de hidrogel e dar tempo para que suas pequenas moléculas penetrem nos tecidos. Em seguida, é só aquecer a 37 °C - a temperatura do corpo humano - por três horas para endurecer a mistura.
Nesta fase, o cérebro e o hidrogel formam uma "estrutura híbrida" que mantém os lipídios no lugar, mas não os aprisiona. Resta extrair os lípidos por meio de uma corrente eléctrica ("eletroforese"). O que resta? Um cérebro transparente mantendo todas as suas estruturas: neurônios, fibras nervosas, interruptores e conexões entre os neurônios, proteínas e etc.
"Acreditávamos que se pudéssemos remover os lipídios de maneira não destrutiva, poderíamos fazer penetrar luz e macromoléculas nos tecidos, o que permitiria realizar imagens em 3D, bem como uma análise molecular em 3D de um cérebro intacto", explica Karl Deisseroth.
Acertaram na aposta, porque, a partir do cérebro de rato "clarificado", os pesquisadores conseguiram criar um mapa de todos os circuitos do cérebro, globalmente ou de forma local.
A equipe de Stanford mostrou que injetando e depois apagando marcadores fluorescentes no cérebro, pôde exibir informações que seriam impossíveis de recolher por outros meios: as interações físicas e químicas entre os vários componentes cerebrais.
Uma massa de informações, que deverá ser trabalhada por especialistas em computação de modelagem e de imagens médicas para o desenvolvimento de novas abordagens, a fim de explorá-la, assegura Deisseroth. "O processo Clarity poderia ser aplicado a qualquer sistema biológico, e vai ser interessante ver como os outros ramos da biologia vão usá-lo", concluiu.
Comentários