Pesquisadores da Universidade de Osaka apresentaram uma nova técnica capaz de capturar a diversidade celular em tecidos com precisão e estabilidade sem precedentes. O estudo, publicado na revista Analytical Chemistry, destaca a importância de entender as variações químicas entre células adjacentes, especialmente em doenças como os distúrbios neurodegenerativos.

As alterações na composição química das células podem sinalizar o início e a progressão de doenças. Por isso, é fundamental examinar essas mudanças em áreas cada vez menores. Métodos anteriores, como a ionização por eletrosspray (ESI) para imagem por espectrometria de massa (MSI), já foram desenvolvidos, mas apresentavam limitações.

A inovação no processo de ESI

A técnica ESI baseada em MSI utiliza uma sonda pequena para aplicar um solvente que solubiliza e libera componentes químicos de uma célula. Esses componentes são então ionizados, separados e contados em um espectrômetro de massa. Como células de mamíferos podem ter apenas 10 micrômetros de diâmetro, a técnica de imagem deve produzir tamanhos de pixel ainda menores.

“Um desafio da imagem por espectrometria de massa é que, à medida que focamos em regiões cada vez menores dentro da célula, precisamos de sensibilidade e estabilidade cada vez maiores”, afirma Takao Yasuda, autor principal do estudo.

Para melhorar o desempenho do sistema ESI, a equipe de pesquisa desenvolveu uma abordagem chamada tapping-mode scanning probe ESI (t-SPESI), originalmente criada pelo autor correspondente Yoichi Otsuka. No processo t-SPESI, uma sonda de sílica fundida extremamente fina “toca” a célula repetidamente, alternando entre a entrega de solvente e a extração de componentes para análise.

Resultados promissores em amostras de tecido cerebral

Os pesquisadores identificaram dois fatores que limitam a eficácia da técnica: a longa distância entre a sonda e o espectrômetro de massa e a tendência dos componentes celulares de aderirem à superfície da sonda ao longo do tempo. Com isso, a equipe miniaturizou o complexo aparato analítico, reduzindo a massa do dispositivo em 45% e o comprimento do caminho iônico em 56%. Essa redução mais que dobrou a intensidade do sinal.

Para garantir a estabilidade a longo prazo e reduzir a aderência de amostras à sonda, a superfície da sonda de sílica foi revestida com um químico à base de flúor, semelhante a um revestimento antiaderente de utensílios de cozinha.

Como teste do novo sistema, amostras de tecido cerebral de camundongos foram analisadas, permitindo a visualização das distribuições lipídicas, incluindo classes de lipídios anteriormente associadas ao Alzheimer e ao Parkinson, com um tamanho de pixel de 5 micrômetros. O desempenho foi considerado estável.

A equipe acredita que a aplicação dessa tecnologia na análise de células em tecidos pode oferecer novas perspectivas para a pesquisa e tratamento de doenças. Com mais otimizações, como o tamanho da sonda, é possível alcançar ainda melhores resultados, contribuindo para a compreensão dos mecanismos de diversas doenças.