Camundongo "transparente" acelera testes de remédios contra câncer

Em pesquisas de laboratório, os experimentos que envolvem o cultivo de agentes infecciosos costumam ser feitos em placas de Petri — são um tipo de disco transparente com borda alta que pode ser de vidro ou plástico. O uso de materiais transparentes permite entender melhor o que ocorre no nível microscópico, mas, até então, estava limitado a estruturas inorgânicas, ou seja, que não têm origem biológica. Agora, tudo pode mudar com o uso de uma técnica que torna camundongos transparentes e facilita a pesquisa para novos remédios contra o câncer.

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A estratégia bastante inusitada foi desenvolvida por cientistas do centro alemão de pesquisas médicas Helmholtz Munich. Após o procedimento inovador, o camundongo se torna transparente, como se fosse um recipiente de vidro, para o estudo de doenças, como a origem e a dispersão do câncer no organismo. O único problema é que a visualização não é em tempo real, e a cobaia precisa estar morta para passar pelo processo de “invisibilidade” das camadas externas.

Camundongos transparentes no estudo do câncer

Quando o estudo envolve algum tipo de organismo vivo, os cientistas quase nunca conseguem identificar os exatos pontos de origem de uma doença e nem as primeiras mudanças moleculares que podem impulsionar o avanço da doença. Isso porque as principais formas de visualização são muito “grosseiras” para alcançar tamanha precisão.

Por exemplo, ao analisar o surgimento de um tumor maligno em uma cobaia, só seria possível analisar grandes tumores, através dos exames de ressonância e de tomografia computadorizada. No entanto, seria praticamente impossível visualizar a ação cancerígena preliminar em células, ou seja, antes de se formar um câncer.

Por causa dessa limitação, a maioria dos remédios só tratam tumores maiores, já que os testes são quase todos em massas de células cancerígenas, sem considerar pontos dispersos. Inclusive, este é um dos motivos que pode levar aos casos de reincidência, já que nem sempre todas as células foram removidas ou tratadas adequadamente. Com a nova tecnologia, as micrometástases serão, pela primeira vez, consideradas em larga escala.

Como tornar uma cobaia transparente?

Para ultrapassar essa limitação, os cientistas criaram uma técnica conhecida como Disco-MS, que combina conhecimentos da robótica e da biologia molecular (proteômica). Em termos simples, a estratégia torna os tecidos de camundongos ou mesmo tecidos humanos transparentes, como se fossem um plástico relativamente flexível.

Nesse processo, é necessário remover quimicamente a gordura e os pigmentos do organismo, o que vai garantir o elevado nível de transparência, enquanto é possível ressaltar partes específicas que serão investigadas posteriormente.

Nos primeiros 11 segundos do seguinte vídeo, produzido por um programa de TV alemão, é possível ver como ficam os camundongos transparentes:

Se o intuito da investigação é ainda ir além, o cadáver pode passar por uma outra técnica chamada de wildDISCO, na qual anticorpos serão usados para mapear todo o corpo de um animal, usando marcadores fluorescentes. Então, os pesquisadores terão acesso a imagens impressionantes daquele organismo, como:

Com esse nível de detalhe, “é possível saber onde cada proteína é expressa no corpo. Algo essencial que possibilita uma compreensão abrangente de como o corpo funciona e o que está errado em doenças complexas”, como o câncer, afirma Ali Ertürk, professor no Helmholtz Munich, em comunicado.

Inclusive, o cientista Ertürk é um dos responsáveis por criar toda a estratégia, capaz de revolucionar o estudo do câncer, em fase de testes desde 2018. O mais recente capítulo dessa história de inovação foi publicado esta semana na revista Nature Biotechnology.

Uso da inteligência artificial na pesquisa oncológica

Em outra frente, as imagens obtidas dos órgãos e tecidos dos animais transparentes são usadas para criar um banco de imagens. A partir desse material em alta definição, a equipe está treinando algoritmos de inteligência artificial (IA) “Agora, imagine o que podemos fazer com esses mapas quando você os combina com o poder do aprendizado profundo [deep learning]”, comenta Ertürk.

No futuro, a ideia é aproveitar as potencialidades da IA para simular sistemas biológicos complexos, buscando entender como as doenças progridem e desenvolver novos tratamentos com mais eficiência por meio de previsões computacionais, sem a necessidade de mais experimentos com animais. É justamente o que pode revolucionar o tratamento do câncer e salvar milhões de vidas.

Fonte: Nature Biotechnology e Helmholtz Munich (1) e (2)