Desde seus primórdios, há mais de 400 anos, a microscopia deu saltos e limites - chegando a se concentrar em átomos individuais. Agora, como relata Nick Lunn para a National Geographic, um novo tipo de microscopia está entrando em campo mais um passo à frente, capturando imagens em 3-D de alta resolução de células vivas enquanto elas se movem e operam dentro de organismos.
A maioria dos microscópios é muito lenta para capturar os movimentos celulares em 3-D, de acordo com um comunicado de imprensa do Instituto Médico Howard Hughes, que colaborou com a nova máquina. E embora os pesquisadores tenham imaginado células vivas, é difícil obter imagens de alta resolução de grupos de células. A microscopia moderna de alta potência também banha as células com luz forte, às vezes milhares ou milhões de vezes mais intensas que o sol, o que pode alterar seu comportamento ou mesmo danificar os assuntos diminutos.
"Isso levanta a incômoda dúvida de que não estamos vendo células em seu estado nativo, alegremente abrigadas no organismo em que elas evoluíram", diz Eric Betzig, ganhador do Prêmio Nobel de Química e líder da equipe de projeto em Howard Hughes. "Muitas vezes é dito que ver é acreditar, mas quando se trata de biologia celular, acho que a pergunta mais apropriada é: 'Quando podemos acreditar no que vemos?'"
Um problema particular em perscrutar o interior dos organismos vivos é que a superfície do sujeito tende a espalhar luz, distorcendo a imagem. E quanto mais você olha, pior o problema. Para superar o problema, o novo escopo usa uma técnica da astrofísica chamada óptica adaptativa. Como os telescópios terrestres da nova era que são capazes de corrigir a distorção de imagem causada pela atmosfera da Terra, o escopo pode corrigir as distorções causadas pelo espalhamento da superfície.
"Se você pode medir como a luz é deformada, você pode mudar a forma do espelho para criar uma distorção igual e oposta que, então, cancela essas aberrações", diz Betzig a Lunn.
Outra técnica de ponta que ajuda a fazer este novo trabalho de escopo é chamada de microscopia de folha de treliça, uma técnica que Betzig foi pioneira no início desta década. Em vez de banhar uma amostra em raios prejudiciais e de alta intensidade, o microscópio varre uma folha de luz ultrafina em toda a amostra, gerando muitas imagens de alta resolução em 2-D. Eles são então empilhados para criar imagens 3D sem clarear ou danificar a amostra. O resultado das duas técnicas é uma clara imagem tridimensional de células que se comportam naturalmente. Uma descrição detalhada da técnica aparece na revista Science .
“Estudar a cela em uma lamela é como assistir a um leão no zoológico - você não está exatamente vendo seus comportamentos nativos”, diz Betzig a Lunn. “[Usar o telescópio] é como assistir ao leão perseguir um antílope na savana. Você está finalmente vendo a verdadeira natureza das células.
As imagens criadas até agora são de tirar o fôlego. Como relata Brandon Specktor, da LiveScience, os pesquisadores se concentraram em zebrafish, nematóides e células cancerígenas transparentes. Seus primeiros filmes em 3-D incluem células cancerígenas que se movem através dos vasos sanguíneos, células imunes que engolem moléculas de açúcar e células que se dividem em detalhes.
Ainda mais excitante do que as belas imagens é que a intensidade do detalhe permite que os pesquisadores “explodam” os tecidos que estão vendo para ver células individuais. "Toda vez que fizemos um experimento com esse microscópio, observamos algo novo - e geramos novas ideias e hipóteses para testar", diz Tomas Kirchhausen, pesquisador do Boston Children's Hospital, em um comunicado de imprensa. "Ele pode ser usado para estudar quase qualquer problema em um sistema biológico ou organismo que eu possa pensar."
Vai demorar um pouco para esta revolução microscópica sair do laboratório e entrar em outras universidades e hospitais. Como relata Specktor, o primeiro microscópio é um "monstro de Frankenstein", remendado com fragmentos de outros microscópios e máquinas. Atualmente ocupa uma mesa de dez pés de comprimento e requer software personalizado para operar.
Mas de acordo com o comunicado de imprensa, dois escopos de segunda geração, que serão abrigados em laboratórios de cooperação, ocuparão apenas o espaço de uma mesa, e estarão disponíveis para pesquisadores de todo o mundo que se candidatarem a usá-los. A equipe também publicará os planos para o instrumento, para que outras instituições possam tentar construir seus próprios instrumentos. Talvez em dez anos, Betzig diga a Specktor, um modelo menor e acessível estará disponível comercialmente.
Até lá, as novas imagens terão que nos ajudar. Concordamos com Betzig, que diz a Lunn que a primeira vez que viu imagens do escopo “foi foda demais”. Isso, é claro, é um jargão científico para “realmente puro”.
