Criomicroscopia eletrônica se estabelece no LNNano

Assessoria de Comunicação em 04/11/2014

O Laboratório Nacional de Nanotecnologia (LNNano/CNPEM) vem, ao longo dos últimos anos, implantando a técnica de criomicroscopia eletrônica no seu Laboratório de Microscopia Eletrônica (LME). Os esforços vêm sendo realizados em diversas vertentes e os primeiros resultados começam a ser produzidos. Com isso, o LNNano planeja os próximos passos para melhorar a infraestrutura existente e disponibilizar a técnica para seus usuários.

A criomicroscopia é uma técnica de análise que fornece informação estrutural, com resolução subnanométrica, de macromoléculas biológicas, principalmente complexos de proteínas. É também uma importante técnica para a análise de coloides, micelas e lipossomas, de interesse de grupos de pesquisa e indústrias farmacêuticas e de cosméticos. Nesses experimentos, a amostra é mantida a -170°C, de modo a assegurar a sua integridade. Assim como outros laboratórios do CNPEM que possuem linhas de pesquisa em biologia molecular estrutural, o principal foco desta técnica será desvendar estruturas de proteínas.

Atualmente, o LNNano possui um microscópio eletrônico de transmissão que pode ser utilizado para a técnica, pois é capaz de receber um porta-amostras específico para mantê-las em baixa temperatura. Além dele, um robô

específico para o preparo de amostras também está disponível. A instrumentação, no entanto, ainda não está completa e não é dedicada exclusivamente à criomicroscopia. As limitações existentes fazem com que a instalação ainda não esteja totalmente aberta para uso externo. Boa parte dessas análises são feitas por meio de colaborações envolvendo a equipe do LNNano com outros institutos de pesquisa.

Interior do robô onde se preparam as amostras de criomicroscopia

Interior do robô onde se preparam as amostras de criomicroscopia

O Instituto de Física de São Carlos (IFSC/USP), o Instituto Butantã, a Universidade de Brasília (UnB) e o próprio Laboratório Nacional de Biociências (LNBio/CNPEM) são alguns dos parceiros atuais. Ao longo dos últimos anos, estes e outros laboratórios vêm realizando experimentos em conjunto com o LNNano. Além dos trabalhos desenvolvidos com os grupos de pesquisa, há também a prestação de serviços para empresas. Organizações dos setores farmacêutico e de cosméticos têm buscado, no LNNano, apoio para os seus projetos de desenvolvimento de produtos inovadores.

Outra colaboração importante se desenvolve no âmbito do programa Ciência sem Fronteiras, do Ministério de Ciência, Tecnologia e Inovação (MCTI), na modalidade Pesquisador Visitante Especial (PVE). Em 2012, o LNNano iniciou um projeto com o pesquisador Marin van Heel, da Universidade de Leiden e do Netherlands Centre for Electron Nanoscopy (NeCEN), na Holanda. Com duração de três anos, o projeto busca o desenvolvimento de metodologias para a técnica de criomicroscopia de partículas isoladas, da qual van Heel é uma das lideranças globais. A modalidade PVE tem como objetivo atrair ao País líderes em áreas estratégicas de pesquisa, a fim de impulsionar projetos em colaboração com institutos internacionais. Além da possibilidade de trazer o pesquisador, o programa ainda concedeu três bolsas de estudo, com duração de um ano cada, para pós-doutorandos e duas bolsas, com duração de seis meses cada, para que alunos de doutorado visitem o NeCEN.

Graças ao programa Ciência sem Fronteiras, a equipe do Laboratório está formando jovens pesquisadores bem qualificados nessa área. Rodrigo Portugal, pesquisador do LNNano, comenta que o projeto Ciência sem Fronteiras veio para consolidar uma parceria de longa data, que começou durante o seu pós-doutoramento. Van Heel também é organizador da Brazil School for Single Particle Cryo-EM, que ocorre no Brazil desde 2005, cuja sexta edição, realizada em 2014, foi co-organizada pelo LNNano. Ele e Portugal comemoram o sucesso da escola. “Tivemos o interesse de alunos brasileiros pela técnica e apoio das agências de fomento”, diz van Heel.

As investidas do grupo de pesquisa vêm dando resultados concretos. Existe uma série de trabalhos sendo desenvolvidos com a técnica no Brasil e ainda há interesse de grupos de outros países da América Latina, como Argentina, Uruguai, Chile e Peru em desenvolver pesquisas na área. Recentemente, um trabalho desenvolvido no IFSC/USP com a colaboração do grupo do LNNano ganhou prêmios nacionais e internacionais na área.

“É preciso criar as condições necessárias para estabelecer a técnica no Brasil”, diz Portugal. O objetivo principal é atender às demandas da comunidade de biologia molecular estrutural e dos demais usuários de criomicroscopia. O CNPEM possui diversas instalações multiusuários abertas, sendo responsável pela operação contínua de instrumentação de ponta, disponível para a comunidade científica do Brasil e outros países da América Latina. A operação da instalação de criomicroscopia eletrônica de transmissão seguirá este modelo.

Nesse momento, a implantação da técnica no LNNano está limitada pela ausência de infraestrutura específica e exclusivamente dedicada à mesma, o que limita em termos da qualidade técnica e do tempo disponível. Para superar as limitações, o LNNano vem buscando os apoios necessários.  “O LNNano tem feito esforços para a aquisição de novos equipamentos que garantam competitividade em criomicroscopia às comunidades de pesquisadores acadêmicos e industriais que demandam esta técnica, em particular os de biologia estrutural, farmácia e química. Estamos em negociação com diferentes fontes de fomento nesse sentido” diz o diretor do LNNano, Fernando Galembeck.

Com o estabelecimento da criomicroscopia, o CNPEM oferecerá aos usuários novas possibilidades técnicas para a compreensão estrutural de proteínas. O sucesso nas gestões para aquisição de equipamento dedicado permitirá ampliar o tempo destinado ao uso da técnica, e também a realização de análises mais avançada. O grande desafio será adquirir um microscópio de última geração, hoje inexistente na América Latina, que contribua para a competitividade internacional dos pesquisadores do Brasil e região.

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