Pesquisadores desenvolveram uma nova ferramenta de imagem bioluminescente que permite que os neurônios brilhem de dentro para fora, possibilitando a observação em tempo real da atividade cerebral sem lasers externos. Essa inovação, chamada CaBLAM, supera as limitações dos métodos de fluorescência tradicionais ao fornecer gravações mais claras e de maior duração em animais vivos. A ferramenta promete insights mais profundos sobre a função neural e aplicações potenciais além do cérebro.
Há cerca de uma década, cientistas da Brown University começaram a explorar o conceito de iluminar o cérebro de dentro para fora usando bioluminescência. Essa ideia levou à criação do Bioluminescence Hub em 2017 no Carney Institute for Brain Science, financiado por uma bolsa da National Science Foundation. O hub reuniu especialistas incluindo Christopher Moore, diretor associado do instituto; Diane Lipscombe, a diretora; Ute Hochgeschwender da Central Michigan University; e Nathan Shaner da University of California San Diego.
O avanço da equipe é o Ca2+ BioLuminescence Activity Monitor, ou CaBLAM, detalhado em um estudo da Nature Methods de 2025. Shaner liderou o design de sua molécula central, que permite a captura de alta velocidade de atividade em células individuais ou sub-regiões sem luz externa. Foi testado com sucesso em camundongos e peixes-zebra, suportando gravações de até cinco horas.
"Começamos a pensar: 'E se pudéssemos iluminar o cérebro de dentro?'", explicou Moore, destacando a mudança das técnicas de fluorescência que exigem lasers e correm o risco de danificar células por fotobranqueamento ou fototoxicidade. Em contraste, a bioluminescência gera luz internamente via reação enzimática, evitando ruído de fundo da dispersão tecidual e produzindo imagens mais nítidas.
"O tecido cerebral já brilha fracamente por conta própria quando atingido por luz externa, criando ruído de fundo", observou Shaner. "O cérebro não produz bioluminescência naturalmente, então quando neurônios engenheirados brilham por si só, eles se destacam contra um fundo escuro."
Esse avanço permite a observação de neurônios individuais disparando em animais vivos, crucial para estudar comportamentos complexos e aprendizado. Moore enfatizou seu potencial: "Essas novas moléculas forneceram, pela primeira vez, a capacidade de ver células individuais ativadas independentemente, quase como se você estivesse usando uma câmera de cinema muito especial e sensível."
O projeto envolveu 34 cientistas de instituições como Brown, UCLA e NYU, apoiado pelos National Institutes of Health, NSF e pela Paul G. Allen Family Foundation. Além da neurociência, o CaBLAM poderia rastrear atividade por todo o corpo simultaneamente, expandindo as possibilidades de pesquisa.
