12 de fevereiro de 2018
Proteínas de criaturas subaquáticas camufladas fornecem a chave para ver através das células
Proteínas de criaturas subaquáticas camufladas fornecem a chave para ver através das células
LA JOLLA—Uma equipe de investigadores liderada pelo professor Salk Inder Verma recebeu uma doação de US$ 1.2 milhão da WM Keck Foundation para gerar tecidos transparentes em mamíferos usando proteínas opticamente exclusivas chamadas reflectinas. Este trabalho permitirá aos pesquisadores fazer melhores observações e ampliar as capacidades da microscopia ao vivo, como observar a atividade cerebral de camundongos enquanto estão acordados.
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Crédito: Salk Institute
Para projetar essas técnicas de tecido, o laboratório Verma se baseará em seu trabalho, aproveitando as propriedades ópticas das proteínas reflectinas, encontradas na pele e nos olhos dos cefalópodes (polvo, lula e choco) e são fundamentais para a camuflagem e visual únicos desses animais habilidades de comunicação.
“Recentemente, houve um renascimento da microscopia de luz impulsionada por novas moléculas fluorescentes e técnicas ópticas aprimoradas”, diz Verma, que é professor de biologia molecular da American Cancer Society em Salk. “Mas os tecidos de mamíferos continuam a ser um desafio para a imagem, devido à opacidade induzida pela dispersão da luz, entre outras questões. Inspirando-se na natureza, nosso projeto visa mudar isso.”
Os tecidos dos mamíferos são dominados pelas áreas aquosas dentro das células (citoplasma) e membranas gordurosas que envolvem as células e formam seus compartimentos internos. Como a luz viaja em velocidades diferentes em cada um desses materiais (uma medida que os cientistas chamam de índice de refração), eles dobram ou espalham a luz, o que pode levar a distorções ou opacidade da imagem. A chave para evitar a opacidade em materiais biológicos com diferentes índices de refração é reduzir essa diferença.
“Pense em uma nuvem”, diz Gerald Pao, um cientista da Salk que, juntamente com Verma, liderará o esforço de pesquisa. “No ar, a névoa é opaca, mas preencha com água o espaço entre as gotas de água suspensas no ar e ela se torna transparente. Isso porque não há diferença no índice de refração.”
A equipe de Salk quer infundir uniformemente o citoplasma das células e quaisquer espaços entre as membranas com reflectina, onde as proteínas servirão de ponte entre os componentes celulares com diferentes índices de refração, tornando os tecidos mais transparentes.
Usando ferramentas genéticas e moleculares, o grupo conseguiu expressar três proteínas reflectinas diferentes em células de mamíferos em cultura, manipulando efetivamente o índice de refração em organismos vivos. Este método não tóxico é diferente de outras técnicas de transparência de tecido, que muitas vezes são mortais para as células, mas ainda não alcançou a transparência completa do tecido. Uma maneira de obter transparência completa pode depender da identificação de outras versões de reflectina de diferentes espécies.
A concessão Keck permitirá que a equipe Salk desenvolva esses métodos e, eventualmente, torne possível seu uso em mamíferos vivos.
Acrescenta Verma, que ocupa a cadeira Irwin e Joan Jacobs em Exemplar Life Science, “Imagine como seremos mais facilmente capazes de detectar câncer ou outros tipos de danos se as células forem menos caixas pretas e mais transparentes”.
Junko Ogawa, pós-doutoranda sênior, e Nina Tonnu, assistente de pesquisa, ambas do laboratório Verma, também participarão deste projeto.
Sobre a Fundação WM Keck:
Com sede em Los Angeles, a WM Keck Foundation foi criada em 1954 pelo falecido WM Keck, fundador da Superior Oil Company. As doações da Fundação concentram-se principalmente em esforços pioneiros nas áreas de pesquisa médica, científica e de engenharia. A Fundação também mantém um programa de graduação que promove experiências diferenciadas de aprendizado e pesquisa para estudantes nas áreas de ciências e artes liberais, e um programa de bolsas do sul da Califórnia que oferece suporte à comunidade de Los Angeles, com ênfase especial em crianças e jovens de famílias de baixa renda, populações com necessidades especiais e serviços de rede de segurança. Para mais informações por favor visite www.wmkeck.org.
Sobre o Salk Institute for Biological Studies:
Toda cura tem um ponto de partida. O Salk Institute personifica a missão de Jonas Salk de ousar transformar sonhos em realidade. Seus cientistas premiados e de renome internacional exploram os próprios fundamentos da vida, buscando novos entendimentos em neurociência, genética, imunologia, biologia vegetal e muito mais. O Instituto é uma organização independente sem fins lucrativos e um marco arquitetônico: pequeno por escolha, íntimo por natureza e destemido diante de qualquer desafio. Seja câncer ou Alzheimer, envelhecimento ou diabetes, Salk é onde as curas começam.
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