De acordo com pt.wedoany.com-Uma equipe da Universidade Tecnológica de Nanyang, Singapura (Nanyang Technological University, Singapore), desenvolveu uma estratégia de imagem sem marcadores exógenos, utilizando microscopia de dispersão interferométrica de campo amplo (iSCAT) para mapear a dinâmica subcelular em células vivas. O estudo, publicado na PhotoniX Life, revela o estado celular e a heterogeneidade dinâmica sem a adição de marcadores, por meio da análise estatística de flutuações aleatórias em sequências de imagens iSCAT.
As células, como sistemas dinâmicos, apresentam movimentos térmicos e ativos em suas organelas internas, macromoléculas, membranas e estruturas do citoesqueleto, movimentos estes relacionados à estrutura subcelular e ao estado energético. A visualização direta desses movimentos rápidos e espacialmente heterogêneos em células vivas é desafiadora, e marcadores exógenos comuns podem interferir no comportamento celular.
Para enfrentar esse desafio, a equipe de pesquisa realizou uma análise de campo total da densidade espectral de potência (PSD) de séries temporais iSCAT de alta velocidade. Em vários tipos celulares, observou-se que, na faixa de 30–1250 Hz, a PSD do sinal iSCAT na maioria das regiões celulares segue uma relação de lei de potência inversa: S(f)=βf⁻α. O índice espectral ajustado (α) e a amplitude (β) refletem, respectivamente, as características e a intensidade do movimento subcelular. Codificando α como matiz, β como luminosidade e o coeficiente de determinação (R²) como saturação, foi gerado um mapa espectral bidimensional no espaço de matiz-saturação-luminosidade (HSV) para refletir a distribuição espacial da dinâmica celular.
Os resultados experimentais mostram que este método permite a visualização sem marcadores de mudanças no estado celular. Em células HeLa, o mapa do índice espectral distingue claramente células em mitose de células em interfase e acompanha as transições dinâmicas durante o processo mitótico. Em células apoptóticas induzidas por peróxido de hidrogênio, o mapa do índice espectral mostra um aumento da heterogeneidade, com regiões de alto α associadas à formação de bolhas na membrana relacionadas à apoptose. O mapa também capturou diferenças relacionadas ao grau de malignidade em subtipos de células de câncer de tireoide: células de carcinoma papilífero da tireoide (PTC), carcinoma folicular da tireoide (FTC) e carcinoma anaplásico da tireoide (ATC) apresentaram uma diminuição gradual no valor mediano do índice espectral com o aumento da malignidade.
Os resultados indicam que a imagem iSCAT de campo amplo combinada com a análise do índice espectral de potência pode servir como uma leitura óptica intrínseca do estado celular. Devido à ausência de marcadores exógenos, este método pode ter potencial de aplicação em estudos longitudinais de células vivas, mecanobiologia, pesquisa do câncer e avaliação de qualidade em terapias com células-tronco.
Consulte o artigo: “Label-free mapping of subcellular dynamics using wide-field interferometric scattering microscopy and spectral exponent analysis.” PhotoniX Life. doi: 10.3724/PXLIFE.2025-0012
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