Uma nova técnica laboratorial permite aos pesquisadores enxergarem minúsculas características biológicas, como neurônios e sinapses individuais, em escala quase molecular, usando microscópios convencionais.

Em um artigo publicado recentemente na revista "Science", pesquisadores do Instituto de Tecnologia de Massachusetts relataram como conseguiram aumentar em até cinco vezes o tamanho físico de células e tecidos, mas preservando sua estrutura. Eles batizaram a nova técnica de microscopia de expansão.

Ao aumentarem a resolução dos microscópios convencionais, os cientistas conseguem vislumbrar as estruturas proteicas que formam canais iônicos e o contorno da membrana que contém o genoma dentro de uma célula.

Os pesquisadores examinaram circuitos neuronais, descobrindo conexões locais no cérebro e melhorando a compreensão sobre redes maiores.

A máxima capacidade de resolução dos microscópios convencionais é de 200 nanômetros (um fio de cabelo é 500 vezes mais largo do que isso). Nas últimas décadas, os cientistas se esforçam para ultrapassar esses limites.

No ano passado, três cientistas receberam o Prêmio Nobel por uma técnica na qual moléculas fluorescentes são usadas de forma a aumentar a capacidade de resolução dos microscópios ópticos. Mas a técnica exige equipamentos especializados e é cara.

Com a microscopia de expansão, Edward Boyden, do Centro de Engenharia Neurobiológica do MIT, e seus colegas conseguiram, com um microscópio óptico, observar objetos que medem originalmente apenas 70 nanômetros, em células e tecido cerebral cultivados em laboratório.

Eles também foram capazes de produzir animações de altíssima resolução nas quais o espectador "voa" através de uma imagem tridimensional detalhada do hipocampo do cérebro de um rato.

"Esperamos ter uma tecnologia que permita fazer a varredura do sistema nervoso de animais inteiros", disse Boyden.

A ideia surgiu como uma brincadeira, segundo o cientista. Mas ele e dois pós-graduandos perceberam que a técnica poderia ser viável depois de explorarem o trabalho de Toyoichi Tanaka, que descobriu uma classe de géis "inteligentes", que respondem a estímulos como a água.

Um desses materiais é um polímero usado em fraldas, que absorve de 200 a 300 vezes a sua massa em água. Os pesquisadores perceberam que isso era perfeito para inchar tecido biológico.

Os investigadores aplicam um corante fluorescente à amostra. Em seguida, inserem no tecido pequenos pedaços que formam o polímero. O tecido então é quimicamente "picado" para poder ser aumentado com água. O tecido se expande, e as estruturas traçadas explodem em visibilidade.

A microscopia de expansão poderá no futuro permitir que os cientistas criem modelos tridimensionais de áreas do cérebro de animais, possibilitando o mapeamento dos processos biológicos de uma região para outra.

E esse método pode revelar as estruturas das proteínas individuais, detalhes estruturais dentro das células e outras funções biológicas em um detalhamento quase molecular.

Boyden disse a técnica não irá capturar processos dinâmicos no cérebro, mas propiciará descobertas sobre o funcionamento cerebral por meio de amostras antes e depois dos processos.