Os cientistas acabaram de criar a célula mais bonita já feita em laboratório – mas os especialistas dizem que ela não é “verdadeiramente autônoma”
Os cientistas dizem ter construído uma “célula sintética” que pode comer, crescer e dividir-se de uma forma notavelmente semelhante às células vivas.
Pesquisa publicada no banco de dados de preprints bioRxiv 2 de julho, ainda não revisado. Ele apresenta o SpudCell, um novo tipo de célula artificial, e marca um passo notável na criação de células vivas a partir do zero. Mas para o coautor do estudo Kate Adamalabiólogo sintético da Universidade de Minnesota, essa está longe de ser a parte mais interessante do trabalho.
“Não acredito que (SpudCell) esteja vivo”, disse Adamala à WordsSideKick.com. Em vez disso, ela descreve o sistema como uma estrutura que poderia gerar “todos os produtos químicos que precisamos para a nossa civilização com a biologia”. Pensa-se que a SpudCell poderia servir como uma pequena fábrica, bombeando medicamentos, fertilizantes, plásticos ou qualquer outro composto.
O anúncio do artigo gerou polêmica, com alguns cientistas vendo-o como uma manobra para chamar a atenção da mídia para o lançamento simultâneo da organização sem fins lucrativos do autor. Bióticoque visa arrecadar dinheiro para o desenvolvimento da plataforma SpudCell. Adamala não se irrita com essas críticas, porque deseja atrair mais atenção e financiamento para sua área. Se a célula sintética puder ser aperfeiçoada, pensa ela, poderá ajudar a humanidade a gerar produtos químicos sem depender tanto de produtos petrolíferos.
“Sinto uma urgência incrível e estressante de que, se não começarmos a trabalhar nisso agora, ficaremos sem tempo”, disse ela, referindo-se ao crise climática. “Temos que enfatizar que a bioengenharia pode oferecer uma solução. É por isso que estou fazendo isso.”
A célula sintética e grande promessa
De acordo com a pré-impressão, Adamala e sua equipe produziram um sistema realista que se assemelha a uma célula viva. Para fazer isso, eles combinaram 36 enzimas purificadas e uma membrana gordurosa com genoma reduzido cerca de 50 vezes menor que a média de uma célula bacteriana. Ao misturar estes elementos artificiais, os cientistas criaram uma célula que poderia alimentar-se, crescer e dividir-se – criando essencialmente um ciclo celular completo numa placa de Petri.
“Construímos um sistema semelhante a uma célula que é completamente definido quimicamente, portanto não há blocos de construção desconhecidos nele”, disse Adamala. “É capaz de fazer coisas que até agora as pessoas pensavam que apenas células vivas naturais poderiam fazer”. Eles chamam o sistema de “SpudCell” porque se parece com uma batata, O New York Times noticiou. O nome também é uma homenagem ao satélite Sputnik, de acordo com a CNN.
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O conceito de recriar o ciclo celular em uma placa é não é totalmente novo. Instituto J. Craig Venter Artigo “células mínimas” de 2016. flertou com o conceito removendo tantos genes quanto possível de uma bactéria para deixar apenas uma célula mínima que ainda pudesse se replicar. No entanto, o novo estudo é a primeira vez que os cientistas conseguem alimentação, criação e compartimentação usando uma abordagem “de baixo para cima”.
O trabalho marca “um grande progresso”, disse ele Mauro Rinaldium professor de biotecnologia e bioquímica na Universidade de Hull, na Grã-Bretanha, que não esteve envolvido no trabalho. “Isso move a agulha porque uma das coisas principais sobre as células é a divisão.”
Mas há advertências importantes. Por um lado, as células ainda não conseguem criar a sua própria energia como as nossas células fazem com as mitocôndrias. Eles também dependem de gorduras, açúcares e enzimas obtidas externamente. As células não podem produzir os seus próprios ribossomas, a maquinaria que transforma as instruções genéticas em partes funcionais da célula. Isso significa que depende de proteínas fornecidas de fora.
Esquerda: Imagem de super resolução de lipossomas SpudCell com genoma encapsulado e expressão de proteína ativa. À direita: SpudCell encapsula todo o genoma. O DNA genômico e a membrana celular sintética foram corados com corantes fluorescentes.
(Crédito da imagem: Orion Venero, Laboratório Adamala)
Outra diferença é que o genoma do SpudCell está espalhado por pedaços de DNA chamados plasmídeos, em vez de empacotados em cromossomos. Falta-lhe a estrutura que as células normalmente usam para clivar o DNA de forma ordenada durante a divisão celular, portanto, consequentemente, a divisão do DNA do SpudCell em células-filhas pode ser um tanto aleatória.
“A descrição dos resultados me deixa com questões técnicas significativas sobre a natureza e robustez das descobertas”, disse ele Cees Dekkerbiofísico da Universidade de Tecnologia de Delft, na Holanda, que não esteve envolvido no trabalho. “(Sua) abordagem usa alguns truques de engenharia engenhosos como atalhos para alcançar funções complexas como o crescimento, mas o grande desafio continua sendo criar uma célula verdadeiramente autônoma que execute todas essas funções sem ajuda externa”, disse ele.
Decker está entre os cientistas que prefeririam que a pesquisa fosse publicada em um periódico revisado por pares. “Se estas conclusões forem sólidas, toda a atenção mediática é definitivamente justificada; se a revisão pelos pares, no entanto, revelar fraquezas ou problemas, toda a actual cobertura mediática será prematura”, argumentou.
Da célula à plataforma de produção
Adamala vê o SpudCell como uma folha em branco para a engenharia. “Acreditamos que se fizermos uma célula do zero, será totalmente engenharia”, disse ela.
As células têm sido usadas há muito tempo para produzir produtos químicos para uso humano. Milhões de pessoas usar insulina sintética produzida em bactérias e células de levedura, por exemplo. Mas as células resistem a produzir produtos químicos que lhes possam ser prejudiciais e, através da evolução, desenvolveram sistemas para evitar que o façam. Um sistema semelhante ao SpudCell poderia contornar essas barreiras naturais, pensam Adamala e seus colegas.
Tal plataforma também poderia ser útil para o desenvolvimento de novas gerações de medicamentos, como aqueles baseados em mRNA ou peptídeos. Esses medicamentos usam blocos de construção moleculares, como aminoácidos ou nucleotídeos, que são ajustados quimicamente para tornar as moléculas mais estáveis ou mais difíceis de serem quebradas pelo corpo. O SpudCell poderia ser projetado para produzir esses componentes modificados diretamente, em vez de os cientistas terem que sintetizá-los em laboratórios de química tradicionais. Isto poderia potencialmente encurtar os prazos de desenvolvimento e reduzir custos, acredita a equipe.
Adamala e seus colegas também imaginam que as células serão usadas como laboratórios facilmente transportáveis. Podem ser secos, transportados, armazenados sem refrigeração e depois ativados no local para produzir produtos químicos, vacinas ou proteínas quando e onde forem necessários.
Mas ainda temos um longo caminho a percorrer. Por enquanto, SpudCell é apenas uma prova de princípio, e muitos obstáculos devem ser superados antes que se torne uma plataforma industrial.
“(SpudCell) não é uma plataforma de engenharia que pode fornecer qualquer produto útil, mas é um primeiro passo”, disse Adamala. “Provavelmente daqui a pelo menos algumas décadas seremos capazes de escalar isso até o ponto em que poderemos substituir todos os produtos petroquímicos por produtos biológicos, mas acredito que seja factível”.
Adamala espera que a Biotic, uma organização sem fins lucrativos, ajude a canalizar as doações de filantropos diretamente para a pesquisa. “Biotic é a agência financeira que financiará este negócio globalmente”, disse ela.
Embora a tecnologia seja promissora, “ela precisa passar pela revisão por pares”, disse Rinaldi. “Espero que muito do hype e alguns dos termos que eles usam desapareçam depois de alguns anos.”
