A microfluídica torna a microscopia de super-resolução reprodutível e fácil de utilizar
Equipa de investigação internacional liderada pela Universidade de Göttingen concebe sistema de imagiologia versátil
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Compreender a forma como as células estão organizadas e como os seus componentes moleculares interagem de forma coordenada e cooperativa é um objetivo central das ciências da vida modernas. Para responder a estas questões, os investigadores precisam de observar muitas estruturas dentro da mesma célula ao mesmo tempo e mapear a forma como estão organizadas e interagem. Para tal, é necessária a "microscopia de super-resolução multiplexada" - uma abordagem avançada de imagiologia que revela pormenores celulares muito para além dos limites dos microscópios de luz convencionais. No entanto, os métodos existentes são muitas vezes tecnicamente exigentes, difíceis de reproduzir e pouco adequados para amostras biológicas frágeis. Uma equipa de investigação internacional liderada pela Universidade de Göttingen, juntamente com o Centro Médico Universitário de Göttingen (UMG), no âmbito do Grupo de Excelência de Göttingen "Bioimagem Multiescala: From Molecular Machines to Networks of Excitable Cells" (MBExC), propôs-se ultrapassar estas limitações. A equipa desenvolveu um sistema microfluídico dedicado que torna a microscopia de super-resolução multiplexada mais fácil, mais reprodutível e acessível a uma comunidade mais vasta. O trabalho foi publicado na revista ACS Nano.
Imagem de super-resolução multiplexada de alvos dentro da mesma célula U2OS obtida utilizando o sistema microfluídico recentemente desenvolvido. As moléculas-alvo na amostra são marcadas com ADN com sequências diferentes mas com a mesma cor. As diferentes proteínas alvo podem ser localizadas com precisão nanométrica e sobrepostas para criar uma imagem final.
Adapted from the original publication in ACS Nano (2026). DoI: 10.1021/acsnano.5c18697
Para compreender verdadeiramente o funcionamento de uma célula, os cientistas têm de visualizar não apenas um componente de cada vez, mas muitas proteínas e estruturas especializadas em simultâneo e ver como interagem no interior da célula. Além disso, estas experiências tornam-se cada vez mais complexas e sensíveis a pequenas variações, o que pode limitar a reprodutibilidade. O novo sistema microfluídico injecta e remove com precisão soluções da câmara de amostragem, substituindo a pipetagem manual pelo manuseamento controlado e reprodutível de fluidos. "O sistema que desenvolvemos significa que podemos manter uma elevada qualidade de imagem durante longos ciclos de imagem", afirma o Dr. Samrat Basak, primeiro autor conjunto e investigador de pós-doutoramento atualmente sediado na LMU de Munique. "Ao manter as condições consistentes ao longo dos diferentes passos de rotulagem e lavagem, a plataforma microfluídica permite que a informação de diferentes alvos seja diretamente mapeada, tornando possível a imagem de proteínas, estruturas especializadas e interações complexas no interior da célula". Os investigadores demonstraram esta técnica em células cancerígenas humanas, revelando a organização de filamentos de proteínas no interior da célula. A equipa também aplicou o método para isolar células musculares especializadas dos ventrículos de um coração de rato. "As células musculares frágeis e especializadas do coração são particularmente difíceis de visualizar", explica o primeiro autor conjunto Kim-Chi Vu, UMG e MBExC. "O sistema microfluídico foi essencial para completar a imagiologia sem deformar as células ou destacá-las da superfície."
A nova máquina pode ser operada em modo manual ou automático e é compatível com uma vasta gama de sistemas de imagiologia. "A ideia central era desenvolver um sistema que fosse rentável, adaptável e que pudesse ser redesenhado de acordo com as necessidades específicas de imagiologia de sistemas biológicos complexos", explica o Dr. Roman Tsukanov, investigador sénior de pós-doutoramento na Universidade de Göttingen. "Ao automatizar a troca de fluidos, eliminámos uma importante fonte de variabilidade e tornámos os complexos protocolos de imagiologia muito mais fáceis de utilizar".
"Esta abordagem ajudará a normalizar a imagem de super-resolução multiplexada e a torná-la amplamente acessível, beneficiando tanto a investigação como as aplicações médicas", acrescenta o Professor Jörg Enderlein da Faculdade de Física da Universidade de Göttingen.
Observação: Este artigo foi traduzido usando um sistema de computador sem intervenção humana. A LUMITOS oferece essas traduções automáticas para apresentar uma gama mais ampla de notícias atuais. Como este artigo foi traduzido com tradução automática, é possível que contenha erros de vocabulário, sintaxe ou gramática. O artigo original em Inglês pode ser encontrado aqui.
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