Minúsculas estruturas de proteínas chamadas amilóides são essenciais para a compreensão de certas doenças devastadoras relacionadas com a idade. Agregados, ou amilóides pegajosos aglomerados, formam placas no cérebro, e são os principais culpados na progressão das doenças de Alzheimer e Huntington.

As amilóides são tão minúsculas que não podem ser visualizadas usando técnicas microscópicas convencionais. Uma equipe de engenheiros da Washington University em St. Louis desenvolveu uma nova técnica que usa fluorescência temporária, fazendo com que as amilóides brilhem, ou "piscar, "e permitindo que os pesquisadores identifiquem melhor essas proteínas problemáticas.

"Tem sido muito difícil, encontrar uma maneira de imaginá-los de uma forma não invasiva - não mudando a maneira como eles se juntam - e também descobrir uma maneira de visualizá-los a longo prazo para ver como eles se agrupam e formam estruturas maiores, "disse Matthew Lew, professor assistente no Departamento Preston M. Green de Engenharia Elétrica e de Sistemas na Escola de Engenharia e Ciências Aplicadas. "Esse foi o foco de nossa pesquisa."

Atualmente, os cientistas que buscam visualizar as amilóides usam grandes quantidades de um material fluorescente para revestir as proteínas em um tubo de ensaio. Ao usar um microscópio de fluorescência, as amilóides brilham. Contudo, não se sabe como os corantes permanentemente fixados podem alterar a estrutura básica e o comportamento da amiloide. Também é difícil discernir as estruturas em nanoescala em jogo usando essa técnica experimental em massa.

Lew, cujo foco de pesquisa inclui microscopia de super-resolução e imagem de molécula única, trabalhou com seu ex-colega da Universidade de Washington, Jan Bieschke, agora professor associado de ciência do cérebro na University College de Londres, para desenvolver a nova técnica que os faz piscar. É chamada de imagem de ligação amilóide transitória (TAB).

TAB usa um corante padrão chamado tioflavina T, mas em vez de revestir as amilóides, ele adere temporariamente a eles um de cada vez. O efeito não é permanente, e as amilóides emitem luz até que o corante se desprenda, produzindo um efeito de piscar distinto. Os pesquisadores puderam usar um microscópio de fluorescência para observar e registrar as piscadas. Eles então localizaram a posição de cada tioflavina piscando e reconstruíram uma imagem super-resolvida da estrutura amilóide exata.

"A tioflavina T se comportou como um grupo de vaga-lumes, acendem sempre que entram em contato com a amilóide, "Bieschke disse.

"O que vimos foram flashes de luz ao longo do tempo, "Lew disse." Em nossas telas de computador, você veria esses pontos individuais piscando em sequência. Conseguimos então sobrepor todos esses pontos juntos, dando-nos uma visão completa da estrutura. Se você não os separou, você veria um borrão. "

A equipe testou a técnica TAB em uma variedade de estruturas amiloides e foi capaz de reconstruir imagens para todas elas, durante um longo período de tempo e em vários estágios de agregação. Seus resultados foram publicados recentemente na revista ChemBioChem .

"Há uma conexão íntima entre ver a estrutura das proteínas e aprender como essas proteínas interagem com os neurônios, "Lew disse." Em última análise, precisamos da imagem para entender todas as diferentes formas e estruturas que essas proteínas estão construindo ao longo do tempo, e como isso se relaciona com a morte das células mais tarde. "