p Cientistas da EPFL usaram uma nova técnica de imagem para monitorar como a glicose, nossa principal fonte de energia, é usado no corpo. Suas descobertas podem ter grandes implicações para doenças como diabetes. p A glicose é essencial para a produção de energia em nossos corpos, e seu nível no sangue deve ser mantido com cuidado, especialmente em órgãos sensíveis como o cérebro. Em nossas células, a glicose é armazenada em uma molécula chamada glicogênio. Mas apesar da importância do glicogênio em doenças como diabetes e hipoglicemia, sua distribuição e metabolismo no corpo permaneceram indescritíveis. Usando uma nova tecnologia de imagem chamada NanoSIMS - usada anteriormente, por exemplo, em amostras de meteoritos - os cientistas da EPFL conseguiram rastrear como o glicogênio é usado nas células do fígado e do cérebro. Seu trabalho está sendo publicado em Nanomedicina .

p Compreender como as células são armazenadas, distribuir e metabolizar o glicogênio é fundamental para o tratamento de doenças associadas, como diabetes e hipoglicemia, ambos caracterizados por uma degradação diminuída de glicogênio, resultando em menos glicose sendo liberada no sangue e subsequente perda de energia. A depleção de glicogênio também causa um fenômeno comum chamado "bater na parede" em atletas de longa distância, como corredores de maratona, esquiadores cross-country, e ciclistas.

p Apesar de ser de importância central para o bom funcionamento de nossos corpos, a distribuição do glicogênio ao longo do tempo ainda não está clara. Um dos motivos é que a técnica de imagem usual usada para rastreá-lo, imagem de ressonância magnética ou MRI, não tem a sensibilidade necessária para atingir a resolução espacial necessária para o glicogênio da imagem dentro das células individuais.

p Liderado por Arnaud Comment e Anders Meibom na EPFL, em uma colaboração que inclui colegas da EPFL e UNIL, os cientistas usaram uma nova tecnologia de imagem para rastrear com sucesso a evolução do glicogênio no fígado e no cérebro de camundongos ao longo do tempo. NanoSIMS (SIMS significa Secondary Ion Mass Spectrometry) é uma microssonda iônica que bombardeia uma amostra sólida com um feixe de partículas "pesadas", como átomos de césio. O bombardeio força os íons da amostra a serem ejetados, e eles são então identificados com um espectrômetro de massa. A leitura de íons individuais é então usada para identificar os componentes químicos da amostra.

p O NanoSIMS pode exceder a resolução dos sistemas convencionais de ressonância magnética, já que pode digitalizar uma amostra com resolução espacial ultra-alta de 100 nanômetros (cerca de 1/100 do comprimento de uma célula). Isso significa que o NanoSIMS pode rastrear moléculas dentro de uma célula, algo de que Comment e seus colegas se aproveitaram. "A questão era, podemos realmente detectar onde a glicose é transformada em glicogênio? ", diz o comentário." Então, um de nossos objetivos era ver como o glicogênio é distribuído ao longo do tempo nas células do fígado e no cérebro, e também para determinar a taxa na qual a glicose é incorporada ao glicogênio nessas células. "

p Os pesquisadores usaram NanoSIMS em amostras de tecido cerebral e hepático, que havia sido previamente enriquecido com um tipo de glicose que pode ser rastreado em imagens. Contudo, Imagens de NanoSIMs aparecem como cores e linhas, e não são suficientes para localizar moléculas em uma célula. Por esta razão, as amostras também foram fotografadas com um microscópio eletrônico, que forneceu uma imagem real do tecido e das células. A equipe então sobrepôs a imagem NanoSIMS sobre a fotografia real do microscópio eletrônico, e poderia então obter uma imagem completa da distribuição de glicogênio nas células do fígado e do cérebro.

p Usando este método em diferentes intervalos de tempo, os pesquisadores foram capazes de rastrear como o glicogênio é formado ao longo do tempo, e em quais partes das células. Suas descobertas mostraram que as células do fígado armazenam glicose em glicogênio quase 25 vezes mais rápido do que as células do cérebro (astrócitos). “Esta é a primeira vez que este fenômeno é medido em uma escala tão pequena, "diz o comentário.

p O método pode ser usado para rastrear outras moléculas biológicas, como neurotransmissores no cérebro. Isso é algo que a equipe de comentários está planejando fazer a seguir, com o objetivo de usar sua nova abordagem para obter imagens de alta resolução de como as moléculas de sinalização são distribuídas e metabolizadas em diferentes partes do cérebro. A equipe também está trabalhando para melhorar a precisão e exatidão da detecção, combinando-a com imagens de fluorescência.