DeLIVER
A ciência é maravilhosa! Junta-te a nós nesta visita virtual ao laboratório, onde observamos células de fígado através de diferentes microscópios! Enquanto te explicamos o nosso projeto de investigação, talvez recebas inspiração artística durante a visita.
Se puseres a mão debaixo das tuas costelas, do lado direito, vais encontrar o teu fígado. Este órgão é responsável por limpar as substâncias tóxicas do teu sangue.Foto: Stig Brøndbo/UiT
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O fígado contém um elevado número de capilares sanguíneos muito finos, que são revestidos pelas células endoteliais do sinusoide hepático (LSEC, do inglês liver sinusoidal endotelial cell). Estas células têm vários nano-poros (fenestrações) que permitem a filtração de moléculas e pequenas partículas do sangue. Os poros são tão pequenos que não podem ser observados com microscópios convencionais, mas sim com microscópios de super-resolução, também chamados de nanoscópios.
Nesta imagem, podes ver uma LSEC que foi isolada do fígado de um rato. Esta imagem foi obtida com um microscópio de iluminação estruturada, que pode observar estruturas com um tamanho mínimo de 100 nm. Os pequenos buracos pretos na parte cinzenta da célula são os nanoporos (fenestrações) da membrana celular – dito de outra forma, são buracos funcionais na célula.
Ainda pouco se sabe acerca da importância fisiológica destas fenestrações, do seu papel na transferência e filtragem no fígado e nos outros órgãos. Elas estão envolvidas na eliminação e degradação de fármacos, vírus e detritos, o que as torna muito relevantes para os estudos farmacêuticos de novos medicamentos. No nosso projeto de investigação, trabalhamos com diferentes tipos de microscópios de super-resolução, para estudarmos como é que estas células do fígado e as suas fenestrações se desenvolvem ao longo do tempo, e também para sabermos como elas reagem a fármacos ou alterações biológicas naturais.
LSEC observadas através de um microscópio óptico. Estas células foram isoladas de um fígado humano e cultivadas numa placa de Petri. Células endoteliais gostam de estar próximas umas das outras, da mesma forma que estão agarradas umas às outras nos vasos sanguíneos.
LSEC humanas em cultura. Azul: núcleo celular; vermelho: membrana celular; verde: esqueleto celular.
A fluorescência é uma poderosa ferramenta para estudar tratamentos com novos fármacos em células. É usada para percebermos se a medicação chega ou não ao lugar esperado. Esta imagem mostra que as células (cinzentas) assimilaram o fármaco (verde) No entanto, não conseguimos ver se chegou ao lugar correcto já dentro da célula.
Mas como é que podemos saber para onde os fármacos vão? Para isso, precisamos de microscopia de super-resolução, como podes ver neste vídeo.
Imagens de microscopia podem levar a nossa imaginação a qualquer lado. Esquerda: imagem de microscópio de tecido de fígado; Direita: grande barreira de coral, Austrália.
Existem diferentes métodos de microscopia de super-resolução. Nesta imagem, podemos ver três técnicas diferentes de microscopia e uma técnica de análise de imagem (em cima). À esquerda, a preto e branco, é uma imagem obtida com um microscópio de iluminação estruturada (SIM, do inglês structured illumination microscopy). Em baixo, temos uma imagem de microscopia eletrónica de varrimento (SEM, do inglês scanning electron microscopy). Finalmente, à direita, temos uma imagem obtida com um microscópio de força atómica (AFM, do inglês atomic force microscopy).
LSEC isoladas de fígado de rato. Imagens como estas são usadas para observar fenestrações, para contá-las, medir os seus tamanhos e entender o efeito de tratamentos farmacêuticos nessas células. A cor é artificialmente adicionada no computador. Sabes o nome do artista em quem nos inspiramos para esta imagem?
Como as LSEC revestem os vasos sanguíneos sinusoidais no fígado, elas estão expostas a diferentes fatores externos, tensões de corte, diferenças de temperatura, alterações nutricionais e rácios de gases – as variações que o teu corpo sofre todos os dias. Por isso, estamos a desenvolver experiências que imitem essas condições. Isto é muito importante porque queremos que as nossas experiências representem, tanto quanto possível, as condições dentro do corpo humano.
Os testes de microfluídica são feitos em dispositivos de microfluídica com vários canais e são usados para estudar as dinâmicas de fluido, através do uso de águas com corante (à esquerda). Nestas imagens, podes ver um dispositivo com quatro canais de entrada que se juntam e têm um canal de saída comum. Corantes verdes, vermelhos, amarelos e azuis foram introduzidos no dispositivo, e é possível ver que os quatro fluídos estão distribuídos uniformemente pelo canal de saída (à direita), quando o fluxo está equilibrado.
Células no interior do dispositivo de microfluídica.
Arte abstrata ou ciência? Imagem de fluorescência de células HeLa, em cultura durante 10 dias num dispositivo de microfluídica. A cor vermelha indica as células mortas, e estas imagens mostram que, no canto do canal de microfluídica, onde a maior parte das células mortas se encontram, o fluxo de meio de cultura não é adequado para as manter vivas.
Instalações como esta na imagem permitem recriar em laboratório as alterações às quais as células são expostas dentro do corpo humano. Isto pode ajudar a prever e mimetizar as reações naturais das células/tecidos/organismos a um certo tratamento. Nesta imagem, podes ver o equipamento Cubix e a sua configuração completa (incluindo o chip em placa de 24 poços). Patente pendente da Cherry Biotec.
Desenvolvimento de chip de opto-fluídica. As células podem ser observadas e seguidas usando um microscópio, enquanto são expostas a condições próximas das fisiológicas.
Aqui, na UiT The Arctic University of Norway, os grupos de investigação em Biologia Vascular, Nanoscopia e Transporte e Entrega de Fármacos estão a colaborar com universidades e empresas europeias para desenvolverem novos microscópios de super-resolução. Estes microscópios podem ser usados para descobrir como reverter os efeitos negativos de doenças e envelhecimento do fígado.
As imagens presentes na exposição pertencem aos investigadores e colaboradores do projeto DeLIVER. Tens alguma pergunta sobre a exposição? Contacta a estudante de doutoramento Larissa Kruse, UiT The Arctic University of Norway (larissa.kruse@uit.no).
Este projeto recebeu financiamento da União Europeia no âmbito do programa de investigação e inovação Horizon 2020, sob o Acordo de Financiamento Marie Sklodowska-Curie número 766181, projeto «DeLIVER».
DeLIVER é um projecto científico financiado pelo programa de investigação e inovação Horizon 2020, da União Europeia. O objetivo do projeto é treinar 13 investigadores em início de carreira, de diferentes países europeus e universidades, em investigação biomédica e métodos de microscopia. O projeto foca-se em entender a estrutura e a função das células essenciais ao bom funcionamento do fígado e a um envelhecimento saudável. Descobre mais sobre a nossa investigação no nosso site: www.deliver-itn.eu
