Cientistas deixam o cérebro transparente e visualizam interações físicas e químicas

Os mistérios do cérebro, que tanto intrigam os cientistas, podem estar perto de serem desvendados. Um grupo de pesquisadores da Universidade de Stanford, nos Estados Unidos, conseguiu tornar o principal órgão do sistema nervoso uma estrutura transparente, facilitando a compreensão das funções cerebrais, de doenças ligadas a elas e do efeito dos distúrbios da cabeça no resto do corpo. A técnica, chamada Clarity, foi usada no cérebro de um rato morto e de uma pessoa. No último caso, o órgão estava preservado havia seis anos.

“Usamos processos químicos para transformar os tecidos biológicos e preservar sua integridade, tornando-os transparentes e permeáveis a macromoléculas”, explicou Kwanghun Chung, um dos autores do estudo, divulgado na revista científica Nature. O pesquisador acredita que o mesmo procedimento poderá ser feito em outros órgãos do corpo humano.

Cheio de circunvoluções, o cérebro é formado por uma massa cinzenta e circuitos aninhados, mas o que o deixa impermeável a substâncias químicas e a luminosidade são os lipídios (gorduras), ligados principalmente à formação das membranas celulares e à estrutura do órgão vital. Se essas gorduras fossem removidas, os tecidos remanescentes poderiam se desmanchar. Os pesquisadores de Stanford conseguiram, pela primeira vez, substituir esses lipídios por hidrogel, um gel composto principalmente por água.

O cérebro foi mergulhado em um solução de hidrogel, que penetrou nos tecidos. Em seguida, foi aquecido a 37 0C – a temperatura do corpo humano— durante três horas. O hidrogel endurecido no cérebro formou uma estrutura híbrida, em que era possível retirar os lipídios sem que o órgão desmanchasse. As gorduras foram retiradas por eletroforese – técnica de separação por meio de corrente elétrica –, sobrando um cérebro transparente com o resto das estruturas: os neurônios e as conexões entre eles, as fibras nervosas, os interruptores e as proteínas.

“Acreditávamos que, se pudéssemos remover os lipídios de maneira não destrutiva, poderíamos fazer penetrar luz e macromoléculas nos tecidos, o que permitiria realizar imagens em 3D, bem como uma análise molecular em 3D de um cérebro intacto”, explica Karl Deisseroth, integrante da pesquisa.

MARCADORES
A equipe de cientistas conseguiu ainda, ao injetar marcadores fluorescentes no cérebro, visualizar as interações físicas e químicas entre os vários componentes cerebrais. Algumas das informações descobertas poderão ser usadas por especialistas em computação de modelagem, o que também ajudará no desenvolvimento de novas abordagens médicas. “O processo Clarity poderia ser aplicado a qualquer sistema biológico, e vai ser interessante ver como os outros ramos da biologia vão usá-lo”, analisa Deisseroth.