Análise estrutural e molecular de sistemas biológicos intactos

Obter informações em alta resolução de um sistema complexo e ao mesmo tempo manter a perspectiva global necessária para compreender o funcionamento do sistema é o principal desafio da biologia. Estamos enfrentando esse desafio com a utilização de um método (denominado CLARITY) que transforma o tecido intacto em uma forma de estrutura híbrida nanoporosa de hidrogel (com ligação cruzada com uma rede tridimensional de polímeros hidrofílicos) que é totalmente formada, mas visualmente transparente e permeável às macromoléculas. Usando cérebros de camundongos, mostramos imagens de tecidos intactos de projeções de longo alcance, da rede de circuitos, de conexões celulares, estruturas subcelulares, complexos de proteínas, ácidos nucleicos e de neurotransmissores. O método CLARITY também permite a hibridização in situ do tecido intacto, com imuno-histoquímica com várias etapas de coloração e descoloração em tecido não seccionado e identificação de anticorpos através do cérebro intacto de um camundongo adulto. Finalmente, mostramos que o método CLARITY permite a análise estrutural fina de amostras clínicas, incluindo o tecido humano não seccionado em um contexto de doença neuropsiquiátrica, estabelecendo uma via para a transmutação do tecido humano em forma estável, intacta e acessível para exploração dos fundamentos estruturais e moleculares da função fisiológica e da doença. 

Kwanghun Chung1,2, Jenelle Wallace1, Sung-Yon Kim1, Sandhiya Kalyanasundaram2, Aaron S. Andalman1,2,
Thomas J. Davidson1,2, Julie J. Mirzabekov1, Kelly A. Zalocusky1,2, Joanna Mattis1, Aleksandra K. Denisin1, Sally Pak1, Hannah Bernstein1, Charu Ramakrishnan1, Logan Grosenick1, Viviana Gradinaru2 & Karl Deisseroth1,2,3,4

doi:10.1038/nature12107