Cientistas descobriram uma maneira de visualizar órgãos delicados como o cérebro e o coração, permitindo a entrada de luz nos tecidos e expondo seu funcionamento interno, sem necessidade de dissecação. Em seu estudo publicado na Cell , pesquisadores chineses apresentam uma nova técnica para converter tecido biológico em um estado transparente e semelhante ao vidro, facilitando a visualização de como os tecidos biológicos interagem entre si em nível microscópico com resolução excepcional.

Para obter uma estrutura transparente, os pesquisadores desenvolveram uma técnica chamada inspeção volumétrica de bioestrutura transescala baseada em solvente-líquido-iônico vítreo ou VIVIT.

As estrelas do show foram os líquidos iônicos (LIs), sais que tendem a existir em fase líquida mesmo em temperaturas mais baixas. Usando o VIVIT, os pesquisadores mapearam como os neurônios multissensoriais na região do tálamo do cérebro se conectam aos sinais recebidos e direcionam suas saídas para todo o cérebro, juntamente com novos insights sobre o controle inibitório no córtex humano.

A compreensão de sistemas biológicos complexos exige a visualização de suas estruturas e mecanismos complexos de perto e em detalhes. Técnicas como a clarificação óptica de tecidos permitem aos cientistas obter imagens de tecidos em seu estado tridimensional, o que significa que órgãos inteiros podem ser visualizados sem necessidade de cortes.

No entanto, a maioria desses métodos utiliza solventes orgânicos ou soluções aquosas para tornar os tecidos transparentes, o que cumpre a função, mas apresenta algumas desvantagens. Esses líquidos podem causar encolhimento ou inchaço dos tecidos — ambos os quais distorcem a forma natural dos tecidos.

Os pesquisadores deste estudo descobriram que o tratamento de amostras biológicas com ILs iniciou um processo chamado vitrificação, no qual os tecidos se transformaram em uma estrutura sólida semelhante a vidro, sem formar cristais de gelo destrutivos quando resfriados.

Essa natureza não destrutiva torna o VIVIT um método inovador, pois preserva amostras biológicas delicadas e permite que a equipe visualize estruturas em diferentes escalas, desde órgãos inteiros até as mais finas conexões celulares.

Biólogos frequentemente recorrem à microscopia de alta resolução para obter uma visão mais aprofundada das estruturas do tecido biológico . Essas máquinas de microscopia não funcionam bem com amostras de órgãos inteiros e, portanto, exigem amostras em fatias finas para obter imagens nítidas. Esse processo danifica a estrutura fina e dificulta a reconstrução precisa de modelos 3D a partir de múltiplas fatias.

O VIVIT resolve esse problema tornando a amostra opticamente transparente, proporcionando assim uma maneira prática de estudar estruturas biológicas sem cortar fisicamente o tecido. Ele também preserva a capacidade de seccionar amostras com precisão em estado congelado sem causar danos, graças aos efeitos protetores da vitrificação.

Uma vantagem adicional da vitrificação é o aumento inesperado dos sinais de corantes fluorescentes, aumentando o brilho em até 38 vezes para certos corantes, melhorando muito a imagem de alta resolução.

A equipe também desenvolveu o TARRS (Sistema de Aquisição, Reconexão e Reconstrução em Transescala), uma ferramenta de software que costura virtualmente amostras fatiadas de volta em uma estrutura 3D com alta fidelidade.

Os pesquisadores observam que, embora o VIVIT ofereça uma solução prática para a análise transescalar, ainda é necessário esclarecer os mecanismos pelos quais os LIs interagem com tecidos adaptados, induzem estados não cristalinos e amplificam sinais de fluorescência. Tais insights podem inspirar o desenvolvimento de novas metodologias baseadas em LIs para o estudo de sistemas biológicos complexos.