Cientistas afirmam ter criado 1ª célula artificial capaz de crescer e se dividir
Uma imagem de microscopia fluorescente revela a SpudCell, uma célula sintética criada exclusivamente a partir de componentes químicos não vivos, durante sua divisão. Uma equipe de cientistas da Universidade de Minnesota, nos Estados Unidos, anunciou recentemente a criação de uma célula sintética que possui a capacidade de se alimentar, crescer, replicar seu material genético e se dividir em novas células — funções que, até então, só haviam sido observadas integralmente em células vivas formadas pela natureza.
O estudo foi publicado em uma plataforma gerida pelos próprios pesquisadores, mas ainda não recebeu aceitação em nenhuma revista científica. Conforme a equipe, o trabalho está passando pela revisão por pares, uma fase em que especialistas independentes analisam a metodologia e os resultados antes da publicação final. Portanto, as conclusões devem ser consideradas preliminares. Atualmente, não é possível verificar de forma independente se o sistema opera exatamente como descrito pelos autores ou se os resultados poderão ser replicados por outros laboratórios (entenda mais aqui sobre o debate e as limitações do experimento).
Além disso, os pesquisadores destacam que, ao contrário de outras tentativas de desenvolver células artificiais que partiram de bactérias existentes e foram simplificadas, a SpudCell foi construída do zero. Os autores definiram cada molécula que compõe sua estrutura. De acordo com a equipe, essa é uma diferença crucial. “Nós replicamos, na química, o que antes só era possível na biologia: o conjunto completo de comportamentos de uma célula”, afirmou a bióloga Kate Adamala, que liderou o projeto.
Para imitar esses comportamentos, a SpudCell foi projetada como uma esfera microscópica envolta por uma membrana composta pelo mesmo tipo de gordura que se encontra nas células humanas. Em seu interior, conforme os pesquisadores, existe um genoma sintético, contendo as instruções genéticas da célula, além de um sistema de proteínas que interpreta essas informações. Esse genoma é menor do que o de qualquer organismo vivo conhecido. Contudo, para crescer, a SpudCell precisa se fundir a pequenas cápsulas de nutrientes elaboradas em laboratório, de onde obtém os componentes necessários para sua manutenção e multiplicação. Essa fusão ocorre porque o próprio genoma da célula controla a produção de uma proteína que adere à cápsula de alimento e possibilita a troca de material — ou seja, é o material genético da célula que determina se ela vai se alimentar e a velocidade de seu crescimento.
Além disso, o modo como a SpudCell se divide também chamou a atenção dos pesquisadores. O processo acontece sem o citoesqueleto, uma estrutura interna utilizada pelas células naturais para se dividir, considerada um dos principais desafios na criação de células artificiais. Nesse caso, a divisão ocorre por meio de outro mecanismo: uma proteína gerada pela própria célula se concentra na membrana até causar seu rompimento em duas partes. “Este trabalho é apenas o começo”, acrescentou Adamala. “Estamos demonstrando que é possível projetar as funções básicas da célula. Para concretizar plenamente o potencial dessa tecnologia, tornando-a robusta e prática, precisamos de um esforço internacional conjunto”.
A SpudCell, célula sintética montada a partir de componentes químicos não vivos, possui um sistema ativo de produção de proteínas e enzimas metabólicas. A membrana é evidenciada em vermelho.
Apesar dos avanços, a SpudCell ainda é totalmente dependente de auxílio externo para operar. Ela não consegue produzir sozinha os ribossomos, estruturas que são responsáveis pela produção de proteínas dentro da célula, e, por isso, necessita recebê-los prontos a cada alimentação. Sem essa reposição constante, uma linhagem de SpudCell sobrevive apenas entre cinco e dez gerações antes de deixar de funcionar. Por esse motivo, mesmo com a repercussão, os pesquisadores se abstêm de afirmar que a SpudCell é um organismo vivo. Eles enfatizam que não existe uma definição única e consensual de “vida”. Embora a célula sintética consiga se alimentar, crescer e se reproduzir, ela é muito mais simples do que qualquer célula encontrada na natureza e foi construída manualmente, peça por peça. “Em nenhum momento a vida é criada do zero”, declarou Víctor de Lorenzo, professor de pesquisa do Conselho Superior de Investigações Científicas da Espanha no Centro Nacional de Biotecnologia, em comentário ao Science Media Centre Espanha. “O que o estudo demonstra é a capacidade de montar manualmente, com componentes bioquímicos e partes celulares já existentes, um sistema semelhante a uma célula, capaz de reproduzir algumas de suas funções.”
A divulgação dos resultados antes da revisão por pares também gerou críticas entre especialistas que não participaram da pesquisa. Ángel Raya, professor do Instituto de Investigação Biomédica de Bellvitge, afirmou que trabalhos científicos deveriam ser avaliados por pesquisadores independentes antes de receber ampla repercussão. Segundo ele, embora não seja perfeita, a revisão por pares ajuda a identificar erros, vieses e possíveis exageros antes que as conclusões sejam apresentadas ao público como consolidadas. “Sem revisão por pares, não há descoberta científica que se sustente”, alertou o pesquisador.
Uma imagem de alta resolução mostra os lipossomos da SpudCell, estruturas que abrigam o genoma sintético e produzem proteínas. O sistema foi construído com componentes não vivos e completa um ciclo celular.
A SpudCell não é a primeira tentativa de desenvolver uma célula sintética. Em 2010, uma equipe liderada pelo geneticista Craig Venter criou uma bactéria com genoma sintético, considerada um marco anterior na biologia sintética. A diferença, segundo os autores do novo estudo, está na abordagem adotada: enquanto o trabalho de Venter partiu de uma célula viva e foi removendo genes até chegar a um genoma mínimo, a SpudCell foi montada peça por peça, sem nenhum componente retirado de um organismo vivo. O genoma da SpudCell contém 90 mil pares de bases — menor do que os 113 mil pares que alguns cientistas já haviam estimado como o tamanho mínimo necessário para sustentar uma célula viva. De acordo com os pesquisadores, esse número ainda pode ser alterado à medida que o sistema for aprimorado e não deve ser interpretado como um limite definitivo para a vida celular.
A divulgação do estudo também coincidiu com o lançamento da Biotic, uma organização criada por Adamala e outros pesquisadores para compartilhar protocolos, sequências genéticas e dados sobre células sintéticas. Entre os próximos desafios mencionados pelos próprios autores estão a consolidação do genoma — atualmente dividido em sete moléculas de DNA separadas — em uma única estrutura e o desenvolvimento de formas para que a célula produza seus próprios ribossomos, o que diminuiria sua dependência de insumos externos. Os pesquisadores também mencionam, em caráter especulativo, possíveis aplicações futuras de células sintéticas mais avançadas, como a fabricação de medicamentos e materiais. Contudo, não há, até o momento, qualquer indicação de uso prático da SpudCell no curto prazo, e os próprios cientistas categorizam o sistema atual como um protótipo inicial, frágil e distante de qualquer aplicação real. Confira também outros conteúdos em.
