Num novo estudo publicado na revista Nature Chemistry, uma equipa de investigadores da Universidade da Carolina do Norte (UNC), nos Estados Unidos, descreveu os passos que deram para manipular o ácido desoxirribonucleico (ADN) e as proteínas – os blocos de construção essenciais da vida – para criar células que se parecem e agem como células do corpo.
A proeza, inédita neste domínio, tem implicações nos esforços em matéria de medicina regenerativa, sistemas de administração de medicamentos e ferramentas de diagnóstico.
“Com esta descoberta, podemos pensar em tecidos de engenharia que podem ser sensíveis a alterações no seu ambiente e comportar-se de forma dinâmica”, disse a investigadora Ronit Freeman, cujo laboratório se encontra no Departamento de Ciências Físicas Aplicadas da Faculdade de Artes e Ciências da UNC.
As células e os tecidos são constituídos por proteínas que se juntam para realizar tarefas e criar estruturas. As proteínas são essenciais para formar a estrutura de uma célula, chamada citoesqueleto (uma rede complexa e dinâmica de filamentos proteicos interligados presentes no citoplasma de todas as células, incluindo as de bactérias e arqueias). O citoesqueleto permite que as células sejam flexíveis, tanto na forma como na resposta ao seu ambiente, senão, não seriam capazes de funcionar.
Sem utilizar proteínas naturais, o Laboratório Freeman construiu células com citoesqueletos funcionais que podem mudar de forma e reagir ao ambiente que as rodeia. Para o fazer, utilizaram uma nova tecnologia programável de péptido-ADN que orienta os péptidos, os blocos de construção das proteínas e o material genético adaptado para trabalharem em conjunto na formação de um citoesqueleto.
“O ADN não aparece normalmente num citoesqueleto, pelo que reprogramámos sequências de deste para que actuasse como um material arquitectónico, ligando os peptídeos entre si. Quando este material programado foi colocado numa gota de água, as estruturas ganharam forma”, explicou Freeman.
A capacidade de programar o ADN desta forma significa que os cientistas podem criar células para servir funções específicas e até afinar a resposta de uma célula a factores de stress externos. Embora as células vivas sejam mais complexas do que as células sintéticas criadas pelo Laboratório Freeman, são também mais imprevisíveis e mais susceptíveis a ambientes hostis, como as temperaturas elevadas.
“As células sintéticas mantiveram-se estáveis mesmo a temperaturas de 122 °C, abrindo a possibilidade de fabricar células com capacidades extraordinárias em ambientes normalmente inadequados à vida humana”, apontou Freeman.
Em vez de criar materiais que são feitos para durar, Freeman salientou que os seus materiais são feitos para trabalhar – desempenhar uma função específica e depois modificarem-se para servir uma nova função. A sua aplicação pode ser personalizada através da adição de diferentes peptídeos ou desenhos de ADN para programar células em materiais como tecidos. Estes novos materiais podem integrar-se noutras tecnologias de células sintéticas, todas com aplicações potenciais que podem revolucionar domínios como a biotecnologia e a medicina.
“Esta investigação ajuda-nos a compreender o que faz a vida. E esta tecnologia de células sintéticas não só nos permitirá reproduzir o que a natureza faz, como também permitirá fabricar materiais que ultrapassam a biologia”, afirmou Freeman.
Fonte: EureKAlert