Atlante digital 3D dos órgãos humanos permite exploração da anatomia até a escala celular

Um novo atlante digital permite navegar por órgãos humanos em três dimensões com um nível de detalhe inédito, do órgão inteiro até estruturas quase celulares. Batizado de Human Organ Atlas, o projeto foi apresentado na revista Science Advances por uma equipe internacional liderada pelo University College London (UCL) e pelo European Synchrotron Radiation Facility (ESRF) de Grenoble.

A plataforma é de acesso aberto e pode ser usada em um navegador comum, oferecendo uma experiência comparável ao Google Earth, mas aplicada à anatomia. Usuários podem "navegar" dentro de órgãos como cérebro, coração, pulmões, fígado e rins, explorando camadas internas com precisão inédita. Tecnicamente, o avanço é possível graças a uma técnica de imagem avançada chamada Hierarchical Phase-Contrast Tomography (HiP-CT), desenvolvida no sincrotron do ESRF.

O diferencial dessa abordagem está na fonte de luz extremamente brilhante usada nas varreduras — até 100 bilhões de vezes mais intensa que a de tomografias hospitalares convencionais — o que permite escanear órgãos inteiros intactos sem destruí-los e depois ampliar as imagens até resoluções inferiores ao micrômetro. Em termos práticos, a tecnologia preenche uma lacuna histórica entre radiologia e histologia, possibilitando observar múltiplas escalas no mesmo exemplar.

"Para criar o Human Organ Atlas reunimos cientistas e médicos de nove instituições em todo o mundo", explica Peter Lee, professor de engenharia mecânica do UCL e coordenador científico do projeto. "Esse consórcio continuará a crescer e permitirá novas descobertas sobre doenças que vão da osteoartrite a patologias cardíacas."

O desenvolvimento do atlas ganhou impulso durante a pandemia de COVID-19 e já trouxe contribuições relevantes, como a detecção de lesões microscópicas nos vasos sanguíneos dos pulmões de pacientes que morreram por COVID-19. A técnica também foi aplicada ao estudo do coração e de diversas patologias ginecológicas, oferecendo nova visão sobre mecanismos de doença.

Hoje o atlante inclui dezenas de órgãos oriundos de cerca de 25 doadores e centenas de conjuntos de dados tridimensionais. As varreduras abrangem 11 tipos de órgãos — entre eles cérebro, coração, pulmões, fígado, rins, cólon, baço, placenta, útero, próstata e testículos — e permitem transitar da escala do órgão inteiro até detalhes inferiores a 2 micrômetros, em alguns casos chegando a 0,65 micrômetro.

Considerando que os datasets podem atingir centenas de gigabytes ou mesmo terabytes, a plataforma disponibiliza visualização interativa diretamente no navegador, opções de download em diferentes resoluções e ferramentas de software para análise. Os pesquisadores destacam ainda o potencial desses volumosos e detalhados conjuntos de dados para a inteligência artificial, que precisa de bases anatômicas amplas para treinar algoritmos capazes de detectar doenças e mapear estruturas complexas.

Do ponto de vista de infraestrutura de conhecimento, o Human Organ Atlas age como um novo alicerce digital: uma camada de dados que integra escalas e disciplinas, transformando varreduras de alta intensidade em um repositório navegável e reutilizável. Para a comunidade médica e tecnológica europeia, isso significa maior capacidade de validação cruzada entre imagens clínicas, análises histopatológicas e modelos computacionais, reduzindo lacunas no diagnóstico e acelerando pesquisas translacionais.

Em suma, o projeto não é apenas uma galeria de imagens de alta resolução: é uma infraestrutura de dados — um mapa tridimensional da anatomia humana — que pode sustentar aplicações clínicas, estudos científicos e o desenvolvimento de sistemas de IA para saúde, com impacto direto na forma como planejamos e entendemos intervenções médicas na Europa.