Os avanços na observação das menores estruturas

Publicado em 13/12/2017
Monitor Digital em 11/12/2017

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No processo de conhecer cada vez mais a lógica da organização do mundo nanoscópico, foi fundamental desenvolver técnicas que permitem a observação das estruturas que compõem os sistemas biológicos utilizando diferentes tipos de microscópios.

Nos últimos cem anos houve uma explosão de criatividade tecnológica que permitiu o desenvolvimento de novos microscópios capazes de visualizar pequenas estruturas nanométricas e até mesmo os átomos. Este avanço tem permitido obter contribuições importantes à Biologia e a Medicina, seja para conhecer os componentes organizados existentes nos seres vivo bem como identificar o papel funcional de cada um destes componentes.

 

No mundo nanoscópico é também importante ver para crer

 

Por este motivo, os avanços metodológicos obtidos são reconhecidos pela concessão do Prêmio Nobel a vários pesquisadores que têm se dedicado a esta área, entre os quais destaco: (a) o Nobel de Física concedido em 1986 a Ernest Ruska pelo desenvolvimento do microscópio eletrônico e a Gerd Binning e Heinrich Rohrer pelo desenvolvimento dos microscópios de força atômica e de tunelamento; (b) o Nobel de Química concedido em 1982 a Aaron Klug, que com o uso do microscópio eletrônico determinou a estrutura tridimensional de vírus que infectam bactérias; (c) o Nobel de Medicina concedido em 1974 a Albert Claude, George Palade e Christian de Duve, por seus estudos bioquímicos e morfológicos que permitiram a caracterização de várias estruturas (ribossomos, retículo endoplasmático, lisossomos e peroxissomos) importantes para o funcionamento das células.; (d) o Nobel de Química concedido em 2014 a Stefan Hell, Eric Betzig e William Moerner que desenvolveram a microscopia óptica e permitiu a visualização de fontes emissoras de luz em nível nanométrico.

No início dos anos 1950, o pesquisador venezuelano Humberto Fernandez-Morán, que frequentou o Instituto de Biofísica da UFRJ, iniciou estudos visando congelar e cortar amostras biológicas para subsequente observação no microscópio eletrônico, surgindo a criomicroscopia.

Há poucas semanas a Real Academia de Ciências da Suécia, reconheceu a importância da criomicroscopia concedendo o prêmio Nobel de Química a três pesquisadores. Jacques Dubochet, que desenvolveu nos anos 1980 uma metodologia para vitrificação da água, processo de congelamento ultrarrápido onde ela se encontra em estado amorfo. Esta metodologia foi utilizada por Richard Henderson (Inglaterra) e Joachim Frank (New York), para obter imagens de complexos macromoleculares e determinar, por métodos computacionais, sua estrutura tridimensional com alta resolução.

A utilização de todo o arsenal microscópico tem permitido estudar o mecanismo responsável pela maioria das doenças que nos afetam e identificar alvos moleculares que têm levado ao desenvolvimento de novos fármacos com atuação cada vez mais específica e menos tóxica. No momento, vários grupos vêm utilizando a criomicroscopia para o estudo da formação inicial de agregados proteicos em células do sistema nervoso central e que são a causa de várias doenças degenerativas. Destaco ainda os estudos sobre complexos macromoleculares celulares em estado ativo e inativo.

Finalmente, destaco que vários grupos utilizam a criomicroscopia no Brasil. Há um grupo na UFRJ, trabalhando com protozoários patogênicos, e outro em Campinas, no Laboratório Nacional de Nanotecnologia, trabalhando com proteínas.

Wanderley de Souza
Professor titular da UFRJ e membro da Academia Brasileira de Ciências e da Academia Nacional de Medicina. É diretor Científico da Finep.