Potencialidades da microscopia eletrônica (transmissão e varredura) e microscopia confocal como ferramentas para análises de amostras biológicas

Abstract

Os microscópios eletrônicos de transmissão (MET), varredura (MEV) e o microscópio confocal (MC) são importantes ferramentas para a pesquisa com amostras biológicas. O MET possui o maior poder de resolução entre os microscópios utilizados neste trabalho. Sua principal vantagem é a capacidade de analisar o interior da amostra, a ultraestrutura subcelular. O MEV geralmente é utilizado para observar a superfície das amostras. Possui poder de alta resolução e de grande profundidade de foco, resultando em imagens tridimensionais. O MC é um equipamento que combina princípios da óptica com microscopia digital, possibilitando regulagens extremamente precisas no foco e na capacidade de ampliação. Nele é possível determinar colocalização de estruturas e obter imagens tridimensionais, bem como realizar ensaios in vivo. Este trabalho teve por objetivo descrever e comparar o resultado da análise de uma mesma amostra biológica por MET, MEV e MC. Foram utilizadas culturas de células-tronco mesenquimais humanas derivadas de tecido adiposo, indiferenciadas e diferenciadas para adipócitos como modelo amostral. Por microscopia eletrônica de transmissão foi possível realizar a análise ultraestrutural da célula, observando a presença, localização e quantificação de organelas celulares relacionadas ao metabolismo deste tipo celular e especializações de membrana como cavéolas. Em microscopia eletrônica de varredura observou-se o volume das gotas lipídicas citoplasmáticas (GLC) sob a membrana plasmática, bem como projeções citoplasmáticas. Através do microscópio confocal, foi possível colocalizar proteínas presentes nas membranas e GLC, além de construir imagens tridimensionais de diferentes cortes ópticos. As três técnicas de microscopia analisadas neste trabalho produziram resultados que podem ser considerados complementares, evidenciando aspectos diferentes da mesma amostra. Finalmente, a escolha da técnica vai depender do objetivo do projeto de pesquisa e da disponibilidade de materiais e equipamentos.

The transmission electron microscope (TEM), scanning (SEM) and confocal microscopy (CM) are important tools for the study of biological samples. The TEM has the highest resolution power between microscopes used in this work. Its main advantage is the ability to examine inside the sample, the subcellular ultrastructure. The SEM is usually used for observing the sample surface. It has high-resolution power and large focus depth, resulting in three-dimensional images. The CM is an equipment that combines optical with digital microscopy, enabling extremely precise adjustments in focus and magnification capacity. It is possible to determine colocalization of structures and obtain three-dimensional images beyond perform in vivo tests. This study aimed to describe and compare the result of the analysis of the same biological sample by TEM, SEM and CM. It was used as an experimental model cultures of human adipose-derived stem cells (hADSC), undifferentiated and differentiated to adipocytes. The transmission electron microscopy enable to perform ultrastructural analysis of the cell, noting the presence, location and quantification of cellular organelles related to the metabolism of this cell type, and membrane specializations, like caveolas. In scanning electron microscopy, it was observed bulk of cytoplasmic lipid droplets (CLD) under the plasma membrane and cytoplasmic projections. Through the confocal microscope, it was obtained the protein colocalization present in membranes and CLD, besides constructing three-dimensional images of different optical sections. The three microscopic techniques analyzed in this work show complementary results, and demonstrate different aspects of the same sample. Finally, the choice of the one or another technique will be dependent of the main research objective and of the material and equipments availability.