Novo microscópio 96 vezes mais rápido: observar a corrida das células imunitárias

rodar 384 filmes em simultâneo

04.07.2025

O projeto ComplexEye transfere o princípio dos olhos compostos dos insectos para um microscópio artificial. As lentes individuais do olho composto são modeladas com lentes de tubo HQ finas e combinadas para formar um sistema de 96 lentes.

Matthias Gunzer

De repente, acontece: Enquanto descasca uma maçã, a faca escorrega e corta-lhe o dedo. As células imunitárias atacam imediatamente as bactérias invasoras para proteger o corpo. O Prof. Dr. Matthias Gunzer, da Faculdade de Medicina da Universidade de Duisburg-Essen (UDE), está a utilizar estes conhecimentos para desenvolver um microscópio que tem como objetivo salvar vidas. Juntamente com parceiros da UDE e do Instituto Leibniz de Ciências Analíticas - ISAS - e.V., o imunologista angariou quase 1,3 milhões de euros da Fundação Alemã de Investigação (DFG), dos quais quase 400.000 euros irão para a Faculdade de Medicina da UDE. O microscópio, denominado "ComplexEye", será 96 vezes mais rápido do que os modelos anteriores.

A velocidade e a mobilidade das células imunitárias são elevadas. Para as medir, é necessário obter uma imagem de oito em oito segundos para um vídeo em time-lapse. Um microscópio convencional com uma objetiva só pode analisar quatro amostras de cada vez. "Isto é demasiado lento para analisar um grande número de amostras e deduzir estratégias valiosas para o diagnóstico e a terapia. É por isso que estamos a construir um sistema de lentes múltiplas e a desenvolver software apoiado em IA. Será 96 vezes mais rápido", explica o Professor Gunzer.

O Diretor do Instituto de Imunologia Experimental e Imagiologia está a conduzir a investigação com os engenheiros electrotécnicos de Duisburg, Prof. Dr. Anton Grabmaier, Prof. Dr. Hendrik Wöhrle e Dr. Reinhard Viga, bem como com uma equipa liderada pelo Dr. Jianxu Chen do ISAS em Dortmund. A equipa do Professor Gunzer tem os conhecimentos biomédicos, a conceção do sistema em termos de hardware e software vem de Duisburg e o novo software de análise baseado em IA vem de Dortmund.

O projeto de três anos teve início em junho de 2025, após doze anos de preparação. Foi criado um protótipo que já utiliza 16 lentes. Agora, 96 lentes finas e uma complexa tecnologia de vídeo devem ser montadas numa placa perfurada padrão do tamanho de um postal, permitindo que 384 filmes sejam filmados simultaneamente.

"Para satisfazer os requisitos das análises de elevado rendimento, estamos a desenvolver software com rastreio em tempo real que não requer computadores externos potentes", explica o Dr. Chen. "Isto é possível, por exemplo, porque os dispositivos de ponta, ou seja, pequenos processadores que trabalham em paralelo, assumem a análise de imagem demorada, incluindo com IA", acrescenta o Dr. Viga. Os dados são analisados imediatamente porque pode ser vital obter os resultados rapidamente: "Por vezes, as células imunitárias são perturbadas", diz o Prof. "Se soubermos como se movem, podemos reconhecer doenças ou desenvolver substâncias activas que controlem a sua velocidade".

Por exemplo, o ComplexEye poderia ser utilizado para reconhecer se alguém nos cuidados intensivos está à beira de uma sépsis. O resultado estaria disponível em poucas horas e poderia ser administrado um medicamento. A capacidade de movimentação destas células também fornece informações valiosas para o diagnóstico e tratamento do cancro.

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