Uma viagem fantástica

Pesquisadores australianos usam a tecnologia Google de mapas para navegar pelas células do corpo da mesma forma que passeamos pelos endereços do Street View

Se hoje você liga o seu smartphone, abre o Google Maps e dá zoom num endereço (mostrando fotos de satélite da vizinhança e do telhado de casa), por que o aplicativo não poderia fazer o mesmo com um mapa interno do corpo?

Foi essa pergunta que serviu de impulso para que as pesquisas avançassem e tornassem real a exploração do corpo humano via tecnologia. Em trabalhos realizados por engenheiros biomédicos da Universidade de New South Wales (UNSW), na Austrália, um microscópio eletrônico de alta resolução captura imagens de órgãos internos, como numa ressonância magnética. Depois, as fotos vão para o sistema do Google, onde são organizadas e podem ser manipuladas com ferramentas, como zoom e até navegação 3D.

Ver uma célula como se você estivesse passeando pelo Google Street View não passava de um sonho distante dez anos atrás. Agora os estudiosos já conseguem pegar a foto de um osso com alguns centímetros de largura e visualizá-la ampliada.

De microchip a macrocélula

A tecnologia de imagem foi criada e desenvolvida pela empresa alemã Zeiss com um objetivo completamente diferente: o de controlar a qualidade na manufatura de microchips, assunto 100% tecnológico. A ideia inicial era tirar fotografias ultradetalhadas e encontrar defeitos em peças minúsculas de silício, material que é a base dos processadores de computador. Mas como tudo em ciência surpreende e inova, a professora Melissa Knothe Tate, especialista em biologia celular e medicina regenerativa, enxergou nesse avanço uma forma interessante de estudar como as células se comportam em casos de osteoporose e artrite, doenças que acometem os ossos e as articulações.

A cientista logo notou que as imagens ficavam ótimas, porém havia um problema: o processo de navegar por tantas fotos em alta resolução era trabalhoso e consumia memória demais dos computadores. Foi então que Tate resolveu convidar o Google a participar do ambicioso projeto.

Usando o mesmo sistema do Maps, hoje a equipe da pesquisadora consegue transitar com mais facilidade pelas fotografias e enxergar em detalhes as estruturas do corpo. O sistema cria uma grande imagem, na qual se pode aplicar zoom, de modo que seja possível enxergar órgãos, músculos e ossos ao nível de uma célula individual.

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Grandes benefícios

O maior avanço que essa tecnologia pode trazer para a medicina é mostrar com fidelidade as estruturas celulares em seu ambiente natural, e não recortadas e exibidas separadamente, via microscópio. A quantidade de detalhes é muito maior, por exemplo, que a de uma ressonância magnética. Ou seja, assim é mais fácil observar o transporte molecular entre sangue, músculos e ossos. “Pela primeira vez, temos a habilidade de fotografar um corpo inteiro e aplicar zoom em cada célula para ver como elas estão recebendo sua nutrição”, comemora a pesquisadora Tate. “Dessa forma, conseguimos fazer em semanas análises que antes demorávamos cerca de 25 anos para terminar”, explica. A esperança é que, num futuro próximo, os médicos possam visualizar com facilidade as assinaturas moleculares comuns a diversas doenças, abrindo caminhos para novos tratamentos e métodos de prevenção.

No primeiro grande projeto que utilizou a tecnologia, a professora Tate juntou terabytes de informações a respeito do quadril humano. Além do Google e da Zeiss, ela teve a colaboração do centro médico Cleveland Clinic e das universidades Brown e Stanford, nos Estados Unidos. “Quando uma pessoa tem osteoporose, as células perdem a habilidade de se conectar umas com as outras, com implicações graves na saúde do osso”, conta Tate, sobre o que descobriu nesses estudos preliminares. Um exemplo da ferramenta em funcionamento pode ser visto no site da universidade. A imagem do quadril exposta no endereço é toda cinza e pode ser manipulada, com zoom e navegação típicos do Google Maps. Um vídeo demonstrativo também está disponível no YouTube (Mapping the Body using the Google Maps API). Antes dos estudos com humanos, a equipe australiana já havia conseguido usar imagens microscópicas para descrever, em detalhes, como essa mesma doença se desenvolve em porquinhos-da-índia. As fotos e a tecnologia de zoom permitiram mostrar a evolução dos ossos das cobaias que, assim como os homens, desenvolvem artrite conforme envelhecem.

O grupo de estudos acredita que conhecer mais a fundo como as células dos ossos humanos reagem aos processos de artrite e osteoporose pode levar à criação de métodos para diminuir a degeneração do corpo e acelerar a recuperação de lesões.

Outros mapas promissores

Da mesma forma que a universidade australiana está colhendo imagens e visualizando-as para entender melhor como funcionam as juntas do corpo humano, pesquisadores de Harvard, nos Estados Unidos, e Heidelberg, na Alemanha, estão trabalhando em processos similares com o objetivo de mapear as conexões neurais.

Usando ressonâncias magnéticas, o Human Connectome Project conseguiu construir neste ano diagramas cerebrais de mil pessoas em escala macro – ou seja, até o nível de zoom que mostra conjuntos de células nervosas. O estudo mostrou, num primeiro momento, alguns padrões interessantes de comportamento, concluindo que bons hábitos de vida levam a conexões mais fortes entre os neurônios. Num grupo de 460 pessoas com idade entre 22 e 35 anos, aqueles com maior nível de educação formal, melhor porte físico e memória bem desenvolvida tinham cérebros mais “conectados” do que indivíduos com hábitos ruins, como fumar, usar drogas e comportar-se de maneira agressiva. Os próximos passos envolvem tentar aumentar a resolução das imagens captadas.

O grupo de pesquisadores encontrou apenas uma pedra no meio do caminho: a dificuldade para melhorar a precisão desse mapeamento é lidar com a quantidade gigantesca de informações que o cérebro humano pode gerar. Um milímetro cúbico desse órgão cria nada menos que 2 terabytes em dados no formato de imagem – fazendo as contas, conclui-se que, se um cérebro inteiro fosse escaneado, guardando-se nessas fotos cada sinapse, a quantidade de informação gerada seria maior que 2 milhões de terabytes.

Novo jeito de estudar

Mas não são apenas cientistas que vão se beneficiar dos mapas do corpo humano. Outra linha de pesquisa inovadora, com foco na área de educação, surgiu na NYU School of Medicine, em Nova York, também nos Estados Unidos, e usa o Google Maps como uma espécie de microscópio virtual. Trata-se de uma ferramenta de ensino (disponível, inicialmente, aos alunos da faculdade) usada para estudar tecidos, doenças e células.

No banco de dados, há um total de 1.300 slides que podem ser acessados pela internet – dessa forma, os pesquisadores não precisam ter o trabalho de encontrar amostras, iluminá-las e focá-las num microscópio tradicional. Basta acessar a web e navegar pelo computador de casa. Parte do acervo é aberta e está disponível no site da instituição. Do jeito que as coisas avançam, não é de se duvidar que as próximas gerações possam ter no currículo escolar uma nova disciplina: a geografia do corpo humano, com direito a mapas e atlas on-line.

 

 

Texto: Marcos Zanni | Ilustrações: Denis Freitas
Techmed