Cientistas inserem gene de tardígrado japonês em células humanas, conferindo proteção inédita ao DNA humano

Pesquisadores japoneses transferem proteção molecular de tardígrados para células humanas.

Um animal microscópico, conhecido por sua resistência a condições extremas, possui uma proteína que nossos organismos não desenvolveram. Em 2016, cientistas identificaram a proteína Dsup no tardígrado Ramazzottius varieornatus e conseguiram criar células humanas que a produzem. Essas células mostraram uma significativa redução na fragmentação do DNA quando expostas a raios X, em comparação com células normais.

A transferência dessa proteção molecular para células humanas representa um avanço notável na biotecnologia. Cientistas conseguiram replicar parte do escudo natural dos tardígrados, que evoluiu ao longo de milhões de anos, para preservar suas estruturas celulares em ambientes hostis.

Pequenos, porém formidáveis

Os tardígrados, que medem menos de um milímetro, habitam ambientes como musgos e líquens. Sua notável resistência se destaca em situações adversas, como desidratação extrema, temperaturas extremamente baixas, radiação intensa e até mesmo no vácuo do espaço.

Essa resiliência é atribuída à capacidade de entrar em um estado chamado “tun”, onde suas atividades são drasticamente reduzidas, permitindo que ativem mecanismos que preservam suas células até que as condições voltem a ser favoráveis.

Um arsenal que não precisávamos

A origem dessa adaptação remonta a milhões de anos, quando os ancestrais aquáticos dos tardígrados começaram a colonizar ambientes terrestres, enfrentando o desafio da desidratação. Em vez de desenvolver uma carapaça impermeável, eles criaram mecanismos que preservam suas células na ausência de água.

Essas proteínas especiais estabilizam os componentes celulares e retardam a deterioração, enquanto outras defesas protegem estruturas específicas. Essa adaptação se mostrou eficaz não apenas contra a desidratação, mas também contra o frio e a radiação.

Japão descobre uma proteína

Em 2016, pesquisadores da Universidade de Tóquio sequenciaram o genoma do Ramazzottius varieornatus e descobriram a proteína Dsup, que atua como um supressor de danos no núcleo celular. Essa proteína se associa ao material genético, oferecendo proteção antes que ocorram danos que necessitem reparo.

Pesquisas subsequentes demonstraram que a Dsup interage com nucleossomos, estruturas que organizam o DNA, e pode reduzir a ação de radicais hidroxila, que são altamente reativos e danosos.

Produzindo Dsup

A equipe japonesa introduziu a informação genética necessária para a produção de Dsup em células humanas HEK293. Quando expostas a raios X, as células que expressavam a proteína mostraram apenas 16% de fragmentação do DNA, em comparação com 33% nas células de controle.

Além disso, as células modificadas mantiveram uma capacidade de proliferação superior após a irradiação, demonstrando que um mecanismo de defesa desenvolvido por tardígrados pode ser eficaz em células humanas.

Dez anos depois

O experimento de Tóquio deu início a uma linha de pesquisa ativa, explorando como a Dsup interage com a cromatina e responde ao estresse oxidativo. Estudos recentes continuam a investigar os benefícios da Dsup em células de mamíferos sob diversas condições.

A Dsup é apenas uma parte de um conjunto mais amplo de proteínas que os tardígrados utilizam para preservar suas células. A extraordinária resiliência desses organismos parece ser resultado de múltiplas soluções biológicas trabalhando em conjunto.

A tentação de usá-la

As potenciais aplicações da Dsup são promissoras, especialmente no desenvolvimento de estratégias para proteger tecidos saudáveis de danos relacionados à radiação. Compreender e aplicar a Dsup pode ajudar a mitigar os efeitos da exposição prolongada à radiação espacial em futuras missões.

No entanto, a transição de proteger células em cultura para um organismo humano inteiro apresenta desafios significativos, incluindo questões de eficácia e segurança. Apesar disso, a conquista de transferir uma proteção molecular de um tardígrado para células humanas é um marco notável na pesquisa científica.