O Instituto de Física de São Carlos (IFSC/USP) se prepara para dar outro salto na sua infraestrutura para pesquisas em biologia estrutural com a aquisição de equipamentos multiusuário de última geração para crio-microscopia eletrônica (crio-EM) de proteínas – tema do Prêmio Nobel em Química de 2017 (VER AQUI) – marcando um novo capítulo na história da pesquisa biomolecular.
A história começou há mais de três décadas, quando o IFSC/USP foi o pioneiro na América Latina nas pesquisas de cristalografia de proteínas, contribuindo para o entendimento das bases moleculares de processos biológicos básicos além de diversas doenças e o desenvolvimento de candidatos a medicamentos inovadores. Hoje, a instituição se prepara para explorar novas fronteiras com a introdução de crio-EM biológico. Este avanço metodológico supera as limitações da cristalografia, permitindo aos pesquisadores preparar e analisar amostras biológicas grandes e heterogêneas (inerentemente resistentes à cristalização), isoladas ou em seu ambiente nativo celular, com precisão inigualável. A equipe vem se preparando para este momento faz alguns anos via estágios realizados por estudantes e pesquisadores do IFSC em instituições de ponta no exterior.
Foto 1 – Equipes de pesquisadores e técnicos do IFSC e do IQSC receberam treinamento local do LNNano para operar o equipamento de vitrificação de grades e o módulo criogênico do microscópio eletrônico (Fotos 1 e 2).
Os equipamentos foram concedidos pela FAPESP dentro da chamada para Equipamentos Multiusuários para Uso Científico – 2022, pelo Programa de Apoio à Infraestrutura de Pesquisa (PAIP) do Estado de São Paulo (VER AQUI). Estes são o microscópio eletrônico de transmissão Tundra (100 kV, ThermoFisher Scientific) e um microscópio de duplo feixe (iônico e de varredura), Aquilos 2 (ThermoFisher Scientific) com capacidade para microscopia de luz correlativa, coletivamente avaliados em quase R$12 milhões, complementando infraestrutura em preparação, seleção e análise de amostras biológicas, inclusive em ambientes celulares nativos, para acelerar o entendimento da biologia básica e o desenvolvimento de tratamentos médicos inovadores.
A expectativa é que os novos microscópios, a serem instalados em espaço físico gentilmente cedido pelo Centro de Imagens e Espectroscopia in vivo por Ressonância Magnética (CIERMag/IFSC/USP), entrem em comissionamento na segunda metade de 2024 e estejam disponíveis abertamente à comunidade científica em 2025.
Uma Jornada de Colaboração e Inovação
(Foto – 2)
A conquista foi possível graças à colaboração entre docentes dos grupos de Biofísica e Cristalografia, o Departamento de Física e Ciência Interdisciplinar (FCI), a diretoria do IFSC/USP, e importantes parceiros externos, como o Laboratório Nacional de Nanotecnologia (LNNano/CNPEM), parte do Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM), e a Central de Análises Químicas (CAQI), do IQSC/USP. O movimento, iniciado em 2021, partiu da aquisição de um equipamento de vitrificação de grades de microscopia (Vitrobot Mark IV, ThermoFisher Scientific) e um porta amostras criogênico (ELSA cryo-transfer holder, Gatan Inc.) para adaptação de microscópio já existente no CAQI, ambos financiados pela FAPESP via Centro de Pesquisa e Inovação em Biodiversidade e Fármacos (CIBFar/CEPID).
O LNNano/CNPEM, que oferece acesso à infraestrutura ímpar à microscópios de alto desempenho para a coleta de dados de alta resolução, como o Titan Krios (ThermoFisher Scientific, 300 kV), desempenhou um papel crucial neste processo do IFSC, auxiliando na seleção da infraestrutura e oferecendo treinamento especializado para garantir que os pesquisadores e estudantes maximizem o potencial do novo equipamento. O treinamento inicial para utilização do Vitrobot e avaliação qualitativa no CAQI foi realizado entre 15 e 16 de junho de 2023, inaugurando oficialmente as atividades locais em crio-EM de proteínas (anexarei fotos). O treinamento foi conduzido pela equipe do Dr Rodrigo Portugal, do LNNano/CNPEM, e financiado com recursos da Chan Zuckerberg Initiative (CZI), contando com apoio e participação da equipe do Prof. Laudemir Varanda, do IQSC/USP.
Olhando para o futuro
À medida que o IFSC/USP abre suas portas para a comunidade científica, a parceria com LNNano e CAQI promete impulsionar a pesquisa em alta resolução, marcando o início de uma rede robusta de microscopia eletrônica em São Paulo e para o Brasil, pavimentando o caminho para descobertas científicas sem precedentes e um futuro promissor na arena global da biologia estrutural.
Na ocasião desta matéria, os docentes envolvidos na iniciativa expressam seus profundos agradecimentos ao IFSC/USP e CIERMag, FAPESP, CIBFar/CEPID, LNNano/CNPEM, CAQI/IQSC/USP, CZI e EU-LAC/FAPESP, pela disponibilização e adequação de infraestrutura, suporte técnico e apoios financeiros.
(Créditos para a imagem de chamada – Dr. Thomas Spaeter – Shutterstock.com)
Por Assessoria de Comunicação – IFSC/USP
