(Phys.org) —Pequenas estruturas celulares chamadas cílios desempenham um papel crucial em uma variedade de funções corporais, incluindo movimento de fluidos, detecção do ambiente e sinalização celular. Os pesquisadores há muito se interessam em entender como funcionam os cílios, mas sua estrutura e comportamento complexos dificultam seu estudo.

Agora, pesquisadores da Universidade da Califórnia, em Santa Bárbara, desenvolveram uma nova maneira de estudar os cílios usando microscopia de alta velocidade. Suas descobertas, publicadas na revista eLife, fornecem novos insights sobre a mecânica dos cílios e como eles geram movimento.

“Os cílios são pequenas estruturas semelhantes a cabelos que se projetam da superfície das células”, disse Melissa Zhang, primeira autora do estudo e estudante de pós-graduação no Departamento de Biologia Molecular, Celular e do Desenvolvimento da UC Santa Barbara. “Eles são realmente importantes para muitas funções diferentes, mas não entendemos completamente como funcionam”.

Um dos principais desafios no estudo dos cílios é que eles são muito pequenos, normalmente com apenas alguns micrômetros de comprimento. Isto torna difícil vê-los claramente usando técnicas de imagem tradicionais. Para superar esse desafio, Zhang e seus colegas usaram um tipo especializado de microscopia de alta velocidade chamada microscopia de contraste de interferência diferencial (DIC).

A microscopia DIC usa luz polarizada para criar uma imagem de alto contraste da amostra. Isso permitiu aos pesquisadores visualizar os cílios com muito mais detalhes do que era possível anteriormente.

Além de usar a microscopia DIC, os pesquisadores também desenvolveram uma nova maneira de preparar os cílios para imagens. Eles usaram uma técnica chamada microscopia de localização fotoativada de super-resolução (PALM) para rotular os cílios com moléculas fluorescentes. Isto permitiu-lhes acompanhar o movimento dos cílios ao longo do tempo.

Usando essas novas técnicas, os pesquisadores conseguiram fazer várias descobertas importantes sobre os cílios. Eles descobriram que os cílios são constituídos por uma série de unidades repetidas chamadas axonemas. Cada axonema consiste em um dupleto de microtúbulos, que é um par de microtúbulos conectados entre si.

Os pesquisadores também descobriram que os cílios se movem em forma de onda. As ondas são geradas pelos dupletos de microtúbulos, que se dobram e endireitam de forma coordenada.

“Conseguimos ver que os cílios se movem de uma forma muito específica”, disse Zhang. "Eles se dobram e se endireitam em um padrão ondulatório, e é isso que gera o movimento do fluido."

As descobertas dos pesquisadores fornecem novos insights sobre a mecânica dos cílios e como eles geram movimento. Isso poderia levar a uma melhor compreensão de uma variedade de doenças associadas à disfunção ciliar, como discinesia ciliar primária (DCP) e doença renal policística (DRP).