Camundongos “invisíveis” revelam segredos anatômicos

Uma nova técnica que torna ratos mortos transparentes e duros como o plástico está dando aos pesquisadores uma visão sem precedentes de como diferentes tipos de células interagem no corpo. A abordagem permite que os cientistas identifiquem tecidos específicos dentro de um animal enquanto examinam todo o seu corpo.

A técnica, chamada vDISCO, já revelou conexões estruturais surpreendentes entre os órgãos, incluindo dicas sobre até que ponto as lesões cerebrais afetam o sistema imunológico e os nervos em outras partes do corpo. Isso poderia levar a melhores tratamentos para lesão cerebral traumática ou acidente vascular cerebral.

Métodos que tornam claros os órgãos inteiros tornaram-se populares nos últimos anos, porque permitem aos cientistas estudar estruturas internas delicadas sem perturbá-los. Mas remover órgãos do corpo de um animal para análise pode dificultar a visualização do efeito total de uma lesão ou doença. E se os cientistas usarem métodos mais antigos para tornar um rato inteiro transparente, pode ser difícil garantir que os marcadores fluorescentes usados ​​para rotular as células atinjam as partes mais profundas de um órgão.

A técnica vDISCO supera muitos desses problemas. Ao tornar os ratos mortos rígidos e transparentes, pode preservar seus corpos por anos, até a estrutura das células individuais, diz Ali Ertürk, neurocientista da Universidade Ludwig Maximilian de Munique, na Alemanha, que liderou a equipe que desenvolveu a vDISCO. Ele apresentou o trabalho este mês em uma reunião da Society for Neuroscience, em San Diego, Califórnia.

Claro como cristal

O processo começa por embeber o corpo de um rato em solventes orgânicos para retirá-lo de gorduras e pigmentos. Isso preserva a estrutura das células do camundongo, mesmo quando o animal encolhe até 60% ¹ .

Para explorar os ratos transparentes, a equipe de Ertürk desenvolveu uma maneira de se concentrar em tipos celulares específicos, como neurônios ou células cancerígenas. Os cientistas se voltaram para ‘nanocorpos’: anticorpos que são encontrados apenas em lhamas, camelos e alpacas e têm um décimo do tamanho de moléculas de anticorpos em outras espécies.

Semelhante a seus primos maiores, nanocorpos podem ser projetados para se ater a proteínas específicas que são encontradas apenas em um tipo de célula – enquanto carregam marcadores verdes fluorescentes que rotulam as células escolhidas. E como os nanocorpos são tão pequenos, eles podem passar facilmente através de minúsculos vasos sanguíneos e em órgãos.

Quando os pesquisadores bombearam esses nanocorpos para os sistemas circulatórios de camundongos mortos, que transportavam as moléculas por todo o corpo, eles puderam ver células individuais brilhando verde-claro sob um microscópio.

A técnica é a primeira a tornar animais inteiros verdadeiramente transparentes, diz Kwanghun Chung, engenheiro médico do Instituto de Tecnologia de Massachusetts, em Cambridge. “Eu acho que é uma tecnologia fantástica”, diz ele.

Indo fundo

Até agora, experimentos com vDISCO produziram algumas descobertas surpreendentes, diz Ruiyao Cai, um neurocientista do laboratório de Ertürk que também apresentou dados sobre a técnica na reunião da SfN.

Um envolve vasos misteriosos que correm entre o crânio e o cérebro, que só foram descobertos em 2015 ² . Quando a equipe de Cai usou nanoformas para acender vasos linfáticos em um rato tratado com vDISCO, os vasos na cabeça brilhavam verdes – confirmando as suspeitas dos cientistas de que as estruturas eram parte do sistema que transporta a linfa.

Cai e Ertürk também usaram o vDISCO para testar como lesões severas no cérebro e na medula espinhal afetam as células em outras partes do corpo. Neurônios marcantes mostraram que os nervos do tronco de um camundongo se degradaram depois que o animal sofreu uma lesão cerebral traumática, embora as células nervosas estivessem longe do local da lesão. Em outro caso, os cientistas detectaram células imunológicas que correram para o local de uma lesão na medula espinhal dias antes de um rato morrer – e, inesperadamente, nos vasos musculares e linfáticos adjacentes ³ .

A combinação de vDISCO e nanocorpos é “uma espécie de direção para o futuro”, diz Hiroki Ueda, biólogo da Universidade de Tóquio. A técnica da nanocorpo também poderia ser combinada com outras formas de tornar o corpo de um animal transparente, diz ele, o que expandiria a capacidade dos pesquisadores de se concentrarem em células e proteínas específicas.

Ertürk planeja usar o vDISCO para rastrear como vírus, células cancerosas e outros invasores se espalham por todo o corpo. Seu grupo também está projetando abordagens de aprendizado de máquina para contar e avaliar células marcadas sem introduzir viés ou erro humano.