Equipe de pesquisa da Universidade de Göttingen desenvolve método para reconhecer propriedades celulares
Verificar se um abacate é duro ou mole olhando para ele? Isso exigiria reconhecer como as células vegetais se comportam atrás da casca. O mesmo se aplica a todas as outras células do nosso planeta: apesar de mais de 100 anos de pesquisa intensiva, muitas de suas propriedades permanecem escondidas dentro da célula. Pesquisadores da Universidade de Göttingen descrevem em sua publicação recente na Nature Materials uma nova abordagem que pode determinar as propriedades mecânicas particularmente difíceis de detectar do interior da célula ao olhar mais de perto.
As células são as unidades básicas de toda a vida e sua compreensão precisa é um fator-chave no progresso feito na medicina e na biologia. No entanto, a pesquisa sobre elas ainda é desafiadora porque muitos métodos destroem a célula durante a análise. Pesquisadores da Universidade de Göttingen agora buscaram uma nova ideia: eles usaram o movimento flutuante aleatório que todas as partículas microscópicas realizam. Para fazer isso, eles primeiro simularam as flutuações esperadas e então verificaram as previsões usando armadilhas ópticas de laser que podem controlar precisamente as micropartículas. Usando essa abordagem, a equipe de pesquisa foi capaz de analisar o movimento de partículas microscópicas – com precisão na faixa nanométrica e uma resolução de tempo de cerca de 50 microssegundos. Além disso, a análise também leva em consideração o histórico, ou seja, movimentos passados. Descobriu-se que muitos objetos sempre querem retornar a um determinado lugar depois de terem se afastado aleatoriamente. Os pesquisadores usaram essa tendência de retornar a uma posição anterior para definir uma nova quantificação, o chamado relaxamento médio de volta (MBR).
Esta nova variável agora serve como uma espécie de impressão digital: ela contém informações sobre as causas dos movimentos observados. Isso torna possível pela primeira vez distinguir processos ativos de processos puramente dependentes de temperatura (movimento browniano). “Com MBR, podemos obter mais informações dos movimentos dos objetos do que é possível com as abordagens usuais”, explica o professor Matthias Krüger do Instituto de Física Teórica da Universidade de Göttingen.
Para fazer afirmações sobre células vivas, os pesquisadores aplicaram o método ao interior de células vivas. “Como nosso conhecimento do interior das células ainda é limitado, inicialmente não estava claro se o MBR também poderia ser usado aqui. Quando vi as curvas resultantes, mal pude acreditar nos meus olhos, porque o interior das células poderia ser descrito com muita precisão usando as abordagens que havíamos originalmente elaborado para situações muito mais simples”, maravilha-se o professor Timo Betz do Terceiro Instituto de Física, chefe dos experimentos.
“Os resultados mostram que a combinação de um olhar atento e novos métodos de análise inteligentes pode fornecer informações sobre se o interior das células é mole, duro ou líquido”, diz o primeiro autor do estudo, Till Münker, do Terceiro Instituto de Física.
Publicação original: Münker, TM et al. Acessando atividade e propriedades viscoelásticas de sistemas artificiais e vivos a partir de medição passiva. Nature Materials 2024. Doi: 10.1038/s41563’024 -01957-2 .
