Os sistemas biológicos exibem heterogeneidade estrutural, desde os membros e órgãos até os níveis de proteínas na nanoescala. Portanto, uma compreensão completa do funcionamento desses sistemas requer um exame visual através dessas escalas de tamanho. No entanto, o limite de difração da luz causa desafios na visualização de estruturas menores que ~200-300 nm em um microscópio de fluorescência convencional. Além disso, os métodos ópticos de super-resolução 1,2,3, como a depleção de emissão estimulada (STED), a microscopia de localização fotoativada (PALM), a microscopia de reconstrução óptica estocástica (STORM) e a microscopia de iluminação estruturada (SIM), embora poderosos, apresentam seus próprios desafios, pois requerem hardware e reagentes caros e, muitas vezes, têm tempos de aquisição lentos e baixa capacidade de obter imagens de grandes volumes em 3D.
A microscopia de expansão4 (ExM) fornece um meio alternativo de contornar o limite de difração da luz ancorando covalentemente biomoléculas em um gel de polímero intumescível em água e separando-as fisicamente, tornando-as resolúveis em microscópios ópticos convencionais. Uma infinidade de variantes do protocolo ExM foi desenvolvida desde a publicação original do ExM há menos de uma década, e esses protocolos permitem a incorporação direta de proteínas 5,6,7, RNA 8,9,10 ou lipídios11,12,13 na rede de gel, alterando a âncora química ou expandindo ainda mais a amostra (melhorando assim a resolução efetiva) em um único passo14 ou em vários passos iterativos15,16. Até recentemente, nenhum protocolo ExM poderia reter essas três classes de biomoléculas com uma única âncora química comercialmente disponível, fornecendo um gel mecanicamente resistente que poderia se expandir ~10 vezes em uma única rodada de expansão.
Aqui, apresentamos a Magnify17, uma adição recente ao arsenal ExM que usa metacroleína como âncora de biomolécula. A metacroleína forma ligações covalentes com tecidos como o do paraformaldeído, garantindo que várias classes de biomoléculas possam ser retidas dentro da rede de gel sem a necessidade de vários agentes de ancoragem específicos ou personalizados. Além disso, essa técnica pode expandir um amplo espectro de tecidos em até 11 vezes, incluindo amostras notoriamente desafiadoras, como amostras clínicas fixadas em formalina e emblocadas em parafina (FFPE). Métodos anteriores para expandir tais amostras mecanicamente rígidas exigiam digestão severa de proteases, tornando impossível a marcação de anticorpos de proteínas de interesse após a amostra ter sido expandida. Em contraste, esta técnica consegue a expansão de amostras clínicas FFPE usando uma solução desnaturante a quente, preservando assim epítopos de proteína inteira dentro do gel, que podem ser alvo de imagem pós-expansão (Figura 1).