Equipe de pesquisa da Universidade de Göttingen desenvolve método para reconhecer propriedades celulares
Você consegue dizer se um abacate é duro ou mole olhando para ele? Você teria que reconhecer como as células vegetais se comportam por trás 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 agora descreveram uma nova abordagem no periódico científico Materiais da Natureza que pode determinar as propriedades mecânicas particularmente difíceis de detectar do interior da célula através de uma observação mais detalhada.
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, sua pesquisa 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 de tremor aleatório que todas as partículas microscópicas realizam. Para fazer isso, eles primeiro simularam os movimentos de tremor esperados e então verificaram as previsões usando armadilhas ópticas de laser que podem controlar micropartículas com precisão. Usando essa abordagem, a equipe de pesquisa agora 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 – 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 o MBR, podemos obter mais informações dos movimentos do objeto do que é possível com as abordagens usuais”, explica 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 podia ser descrito com muita precisão usando as abordagens que tínhamos assumido originalmente intuitivamente”, diz Timo Betz do III Instituto de Física, o chefe dos experimentos, com espanto. Os resultados mostram que a combinação de observação atenta e novos métodos de análise inteligentes podem fornecer insights sobre se o interior das células é macio, duro ou líquido”, diz o primeiro autor do estudo, Till Münker do Instituto de Física III. O trabalho foi cofinanciado pela União Europeia como parte de um ERC Consolidator Grant.
Publicação original: Till M. Muenker et al. Acessando atividade e propriedades viscoelásticas de sistemas artificiais e vivos a partir de medição passiva. Materiais da Natureza 2024. doi: 10.1038/s41563’024 -01957-2 .