IA identifica subestruturas da célula sem uso de corantes

No estudo celular, muitas vezes é preciso tratar as células com substâncias corantes, para que seja possível ver e acompanhar subestruturas. Apesar desses corantes geralmente terem grande especificidade, o que abriu um mundo de possibilidades para os pesquisadores, muitos desses compostos apresentam algum grau de toxicidade, o que limita o tempo de estudo das células vivas ou até impede completamente, fazendo com que as células morram e só possam ser observadas imóveis.

Pesquisadores de um laboratório da Universidade de Illinois, nos Estados Unidos, acabaram de resolver este problema. Em um trabalho publicado em dezembro passado, eles mostram como aplicaram algoritmos de inteligência artificial para identificar as estruturas celulares sem uso de coração, e assim visualizar essas estruturas internas durante um tempo prolongado. O protocolo do trabalho envolveu primeiro filmar as células durante várias dias, usando uma técnica não-destrutiva, livre de coloração, que já estava em uso. No final deste período, eles aplicaram os corantes adequados e treinaram uma rede neural profunda para reconhecer onde as moléculas se fixavam. Assim, foi possível “reverter” os vídeos e identificar as mesmas estruturas ao longo dos experimentos, mas sem que elas tenham de fato sido tratadas quimicamente.

Os cientistas dizem que a principal diferença do seu algoritmo para outros disponíveis é que eles conseguiram “colorir” as células para identificar a localização de suas organelas sem qualquer tipo de tratamento, o que permite o seu estudo em tempo real. Outra vantagem é a possibilidade de realizar experimentos longos, o que antes estava limitado em função da toxicidade dos corantes utilizados.

Algumas das aplicações do método envolvem o estudo de diferentes processos celulares, o reconhecimento de diferentes tipos celulares em doenças, e o estudo da viabilidade celular em diferentes condições. Dando seguimento, os pesquisadores estão agora tentando adaptar o método para outras linhagens celulares e amostras biológicas.

O trabalho demonstra como a inteligência artificial pode ser uma importante aliada no estudo celular, permitindo pesquisas inéditas uma vez que as células podem ser cultivadas em condições mais próximas das fisiológicas (livre de toxicidade), e não precisam ser mortas para serem visualizadas.

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