Para os biólogos, acredite em ver. No entanto, às vezes os biólogos são muito difíceis de ver.
Um desafio particularmente de vacinação é que todas as moléculas estão olhando para o nível de uma única célula simultaneamente em amostras de tecido intactas. Do lipídio ao metabolismo e à proteína – a detecção da localização de várias centenas ou milhares de biomólicos entenderá melhor sua eficácia e interação em seu ambiente local. Infelizmente, os cientistas não têm ótimas ferramentas para realizar esse trabalho.
Os métodos de imagem, incluindo a maioria dos tipos de microscopia, fornecem uma visão das moléculas dentro das células. No entanto, eles só podem rastrear um punhado de moléculas escolhidas de uma só vez e não podem detectar todos os tipos de biomólicos com alguns lipídios. Outros métodos, como a espectrometria de massa regulares, podem detectar centenas de moléculas, mas não funcionam em amostras intactas; portanto, os pesquisadores não vêem como os biomolicles são orientados.
Uma estratégia comprometida – imagens de espectrometria de massa – algumas delas superaram os desafios. Permite que os pesquisadores vejam centenas de moléculas em um momento em tecidos intactos. No entanto, ele não tem resolução suficiente para permitir a identificação de um único nível de célula.
O problema estava diante do líder sênior do grupo de Jenlia Meg Wang. Wang e sua equipe estudaram processos básicos por trás do envelhecimento e da longevidade, e eles queriam identificar muitas biomologias diferentes em tecido intacto para entender como o material foi alterado como a idade do tecido.
Wang diz: “É muito importante para qualquer tipo de questão biológica saber quais são as moléculas em cada local específico e o que está nas células vizinhas”, disse Wang.
Felizmente, a diretora do Wang, Genelia de Wang, está abaixo do cientista Paul Tilberg Hall. Tilberg co-expressou uma estratégia chamada microscopia como estudante de pós-graduação no MIT. O método usa um material de hidrogel solável para estender as amostras igualmente a todos os aspectos em um ponto em que detalhes sutis, como estrutura suborgânica, podem ser detectados com um microscópio convencional.
Agora com uma década, o processo de expansão está sendo aplicado em outros métodos fora da microscopia tradicional. Seus associados da Universidade de Wang, Tilberg e Jenlia e Wisconsin-Medison queriam ver se eles poderiam usar a expansão para superar a resolução espacial da imagem do espectroma de massa.
O resultado é um novo método que gradualmente estende as amostras de tecido sem diminuí -las no nível molecular, pois ocorre no processo de expansão original. Ao estender amostras intactas de todos os lados, os pesquisadores podem usar imagens de espectrometria de massa para detectar várias centenas de moléculas simultaneamente em níveis de células únicas em seus locais locais.
“Ele permite que você faça uma aparência ininterrupta no espaço molecular e estamos tentando aproveitar a microscopia mais de perto a resolução espacial”, diz Tilberg.
A equipe usou a nova técnica para ilustrar os padrões espaciais específicos de pequenas moléculas em diferentes níveis de ceriblam. Eles descobriram que essas moléculas – incluindo lipídios, peptídeos, proteínas, metabolismo e glicano – haviam pensado anteriormente que não eram distribuídos uniformemente. Além disso, eles descobriram que cada nível específico de seribolam tinha sua própria assinatura de lipídio, metabolismo e proteína.
A equipe conseguiu detectar biomólicos no rim, pâncreas e tecidos tumorais, o que prova que o método pode ser adaptado para diferentes tipos de tecido. Nos tecidos tumorais, eles foram capazes de imaginar grandes variações nos biomolicóis, o que pode ser eficaz para entender os processos moleculares dos tumores e a ajuda potencial no desenvolvimento de medicamentos.
Wang diz: “Quando você vê esses biomólicos, pode começar a entender por que eles têm esses padrões e como isso está relacionado à função”, disse Wang. Ele acredita que os pesquisadores de novas tecnologias permitirão que esses padrões rastreem esses padrões durante o envelhecimento, envelhecimento e doença para entender como as diferentes moléculas contribuem para esses processos.
Como o novo método não precisa adicionar hardware a um sistema de imagem em massa existente e a estratégia de expansão é relativamente fácil de aprender, a equipe espera que use muitos laboratórios no mundo. Eles também esperam que a nova técnica crie imagens de especificações de massa para biólogos como um equipamento mais eficaz e crie um roteiro para se adaptar aos novos detalhes do método e outros tipos de tecido.
“Queríamos desenvolver algo que instrumentos ou métodos especializados não fossem necessários, mas poderia ser amplamente aceito”, disse Wang.
