Proteína do sangue ajuda cientistas a deixar cérebro temporariamente 'transparente'; entenda a técnica

Metódo desenvolvido em camundongos no Japão promete clarear tecido cerebral sem alterar sua função. Resultado, publicado na revista científica "Nature Methods", é considerado inédito.

Tornar um cérebro vivo transparente e observar seus neurônios em funcionamento em tempo real: durante décadas, isso pareceu impossível.

Agora, pesquisadores da Universidade de Kyushu, no Japão, dizem ter conseguido exatamente tal feito, usando como ingrediente principal uma proteína comum no sangue humano.

O método foi descrito em um estudo publicado na revista científica "Nature Methods".

A técnica usa albumina, uma proteína abundante no sangue, para tornar temporariamente mais transparente o tecido cerebral, o que permite enxergar estruturas profundas do cérebro com mais clareza, sem interromper sua atividade normal.

“Esta é a primeira vez que a transparência de tecidos é alcançada sem alterar sua biologia”, afirma Takeshi Imai, professor da Faculdade de Ciências Médicas da Universidade de Kyushu e autor sênior do estudo.

Imagem mostra neurônios no cérebro de um camundongo vivo antes e depois da técnica que torna o tecido temporariamente transparente. — Foto: Shigenori Inagaki e Takeshi Imai / Kyushu University.

Por que o cérebro é difícil de observar

Grande parte das funções do cérebro, como memória, percepção e tomada de decisões, depende da comunicação entre neurônios localizados em camadas profundas.

➡️O problema é que o tecido cerebral NÃO é transparente.

A luz que entra nele se espalha ao atravessar diferentes estruturas celulares, o que dificulta enxergar o que acontece mais a fundo.

Para entender esse motivo, os cientistas usam uma comparação simples: bolinhas de vidro são fáceis de ver no ar, mas quase desaparecem quando mergulhadas em óleo (veja o experimento ABAIXO).

Experimento mostra bolinhas de vidro que quase “desaparecem” quando mergulhadas em óleo. O efeito ocorre porque o material e o líquido têm propriedades ópticas parecidas, fazendo a luz passar sem se espalhar. — Foto: Shigenori Inagaki and Takeshi Imai, Kyushu University

Isso acontece porque, quando dois materiais têm índices de refração parecidos, a luz atravessa o meio com menos distorção.

O mesmo princípio se aplica ao nosso cérebro. Se o ambiente ao redor das células tiver propriedades ópticas semelhantes às delas, a luz consegue penetrar mais profundamente.

Para então resolver esse problema, os pesquisadores buscaram uma substância que pudesse ajustar essas propriedades ópticas sem prejudicar as células.

Após testar dezenas de compostos, a equipe encontrou a solução em um material surpreendentemente simples: a albumina, proteína presente no sangue.

“Eu testei três ou quatro vezes antes de acreditar”, contou o pesquisador Shigenori Inagaki, primeiro autor do estudo. “De todas as coisas possíveis, nunca imaginamos que a solução viria disso.”

Ao adicionar albumina ao meio onde o tecido cerebral está imerso, os cientistas conseguiram equilibrar a forma como a luz se comporta dentro das células e fora delas.

O resultado foi um líquido especial, chamado SeeDB-Live, capaz de tornar o tecido cerebral temporariamente mais transparente.

Imagem mostra fatias de cérebro de camundongo antes e depois do uso da solução SeeDB-Live, que deixou o tecido transparente após cerca de uma hora. — Foto: Shigenori Inagaki and Takeshi Imai, Kyushu University

O que os testes mostraram

Nos experimentos, fatias de cérebro de camundongos ficaram transparentes em cerca de uma hora após serem mergulhadas na solução.

Isso permitiu aos cientistas observar a atividade de neurônios mais profundos, que antes estavam ocultos.

Em cérebros de animais vivos, os sinais luminosos dessas células ficaram até três vezes mais brilhantes, facilitando a observação das conexões neuronais.

Outro ponto importante é que o efeito é temporário. Depois de algumas horas, a solução é eliminada e o tecido volta ao estado original.

Isso significa que o mesmo animal pode ser observado várias vezes ao longo do tempo para acompanhar mudanças na atividade cerebral.

Os pesquisadores acreditam que o método pode abrir novas possibilidades para estudar como o cérebro funciona em tempo real.

A técnica pode ajudar cientistas a entender melhor, por exemplo, como circuitos neurais processam informações e controlam o comportamento.

Também há interesse em aplicar o método em organoides cerebrais — mini-cérebro cultivados em laboratório — usados em pesquisas sobre doenças e no desenvolvimento de medicamentos.

“A albumina é abundante no sangue e altamente solúvel, o que a torna adequada para esse tipo de aplicação”, explica Imai. “Foi uma descoberta acidental, mas olhando para trás parece quase natural.”

Fonte: G1

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