08/09/2022 - 2:37
Algumas espécies de tardígrados (ou ursos d’água, como também são conhecidas essas minúsculas criaturas aquáticas) podem sobreviver em diferentes ambientes muitas vezes hostis ou até fatais para a maioria das formas de vida. Pela primeira vez, pesquisadores descrevem um novo mecanismo que explica como alguns tardígrados podem suportar desidratação extrema sem morrer. A pesquisa foi publicada na revista PLOS Biology.
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Os cientistas exploraram proteínas que formam um gel durante a desidratação celular. Esse gel endurece para apoiar e proteger as células do estresse mecânico que, de outra forma, as mataria. Essas proteínas também demonstraram funcionar em células de insetos e até mesmo apresentar funcionalidade limitada em células cultivadas em humanos.
Os tardígrados costumam chamar a atenção para si mesmos, apesar de serem tão pequenos. Sua incrível capacidade de sobreviver em situações que matariam a maioria dos organismos capturou a imaginação do público. Pode-se facilmente imaginar que, decodificando seus segredos, poderíamos aplicar o conhecimento a nós mesmos para tornar os humanos mais resistentes a temperaturas extremas, pressões e até desidratação. Por enquanto, isso é apenas ficção científica, mas, no entanto, pesquisadores, também cativados pelas criaturas microscópicas, buscam entender os mecanismos responsáveis por sua robustez, pois isso pode trazer outros benefícios também.
Reação das células
“Embora a água seja essencial para toda a vida que conhecemos, alguns tardígrados podem viver sem ela potencialmente por décadas. O truque está em como suas células lidam com esse estresse durante o processo de desidratação”, disse o professor associado Takekazu Kunieda, do Departamento de Ciências Biológicas da Universidade de Tóquio (Japão) e autor correspondente do artigo. “Acredita-se que, à medida que a água sai de uma célula, algum tipo de proteína deve ajudar a célula a manter a força física para evitar o colapso sobre si mesma. Depois de testarmos vários tipos diferentes, descobrimos que as proteínas solúveis em calor abundantes no citoplasma (CAHS), exclusivas dos tardígrados, são responsáveis por proteger suas células contra a desidratação.”
Pesquisas recentes sobre as proteínas CAHS revelam que elas podem sentir quando a célula que as encapsula fica desidratada, e é aí que elas entram em ação. As proteínas CAHS formam filamentos semelhantes a gel à medida que secam. Esses filamentos formam redes que sustentam a forma da célula à medida que ela perde sua água. O processo é reversível, então, à medida que as células do tardígrado se reidratam, os filamentos retrocedem a uma taxa que não causa estresse indevido na célula. Curiosamente, porém, as proteínas exibiram o mesmo tipo de ação inclusive quando isoladas de células de tardígrados.
“Tentar ver como as proteínas CAHS se comportavam em insetos e células humanas apresentou alguns desafios interessantes”, disse o autor principal Akihiro Tanaka, pós-graduando no laboratório de Kunieda. “Por um lado, para visualizar as proteínas, precisávamos corá-las para que aparecessem sob nossos microscópios. No entanto, o método de coloração típico requer soluções contendo água, o que obviamente confunde qualquer experimento onde a concentração de água é um fator que se busca controlar. Por isso, recorremos a uma solução à base de metanol para contornar esse problema.”
Aplicações futuras
A pesquisa sobre mecanismos relacionados à preservação a seco de células ou organismos pode ter muitas aplicações futuras. Kunieda e sua equipe esperam que, por meio desse novo conhecimento, os pesquisadores possam encontrar maneiras de melhorar a preservação de materiais celulares e biomoléculas em estado seco. Isso poderia prolongar a vida útil de materiais usados para pesquisa, medicamentos com prazos de validade curtos ou talvez até órgãos inteiros necessários para transplantes.
“Tudo sobre tardígrados é fascinante. A extrema variedade de ambientes em que algumas espécies podem sobreviver nos leva a explorar mecanismos e estruturas nunca antes vistos. Para um biólogo, esse campo é uma mina de ouro”, disse Kunieda. “Nunca esquecerei o dia de ano novo de 2019, quando recebi um e-mail de Tomomi Nakano, outra autora do artigo. Ela estava trabalhando até tarde tentando ver a condensação de proteínas CAHS e observou as primeiras redes de filamentos CAHS em células humanas cultivadas. Fiquei surpreso ao ver essas imagens microscópicas claramente definidas. Era a primeira vez que eu via algo assim. Foi realmente um ano novo muito feliz!”
Saber como isolar e ativar essas proteínas especiais, porém, é apenas o começo. Kunieda e sua equipe planejam peneirar mais de 300 outros tipos de proteínas, algumas das quais provavelmente desempenham um papel na incrível capacidade de preservação da vida desses minúsculos animais aquáticos.
