Os investigadores descobriram que as proteínas dos tardígrados, conhecidos por sobreviverem a condições extremas, podem retardar os processos moleculares nas células humanas, oferecendo aplicações promissoras na investigação do envelhecimento e no armazenamento celular. Esta descoberta abre caminho para o desenvolvimento de novas tecnologias para melhorar a saúde humana e tratar doenças.
Pesquisadores da Universidade de Wyoming avançaram na nossa compreensão de como os tardígrados sobrevivem a condições extremas e mostraram que as proteínas das criaturas microscópicas expressas nas células humanas podem retardar os processos moleculares.
Isto torna as proteínas tardígradas potenciais candidatas em tecnologias centradas em retardar o processo de envelhecimento e no armazenamento a longo prazo de células humanas.
O novo estudo, publicado na revista Ciência das Proteínas, examina os mecanismos usados pelos tardígrados para entrar e sair da animação suspensa quando enfrentam estresse ambiental. Liderada pela cientista pesquisadora sênior Silvia Sanchez-Martinez no laboratório do professor assistente do Departamento de Biologia Molecular da UW, Thomas Boothby, a pesquisa fornece evidências adicionais de que as proteínas tardígradas poderiam eventualmente ser usadas para disponibilizar tratamentos que salvam vidas para pessoas onde a refrigeração não é possível – e melhorar o armazenamento de terapias baseadas em células, como células-tronco.
Medindo menos de meio milímetro de comprimento, os tardígrados – também conhecidos como ursos d’água – podem sobreviver completamente secos; sendo congelado logo acima zero absoluto (cerca de 458 graus negativos Fahrenheit, quando todo o movimento molecular para); aquecido a mais de 300 graus Fahrenheit; irradiado vários milhares de vezes além do que um ser humano poderia suportar; e até sobreviver ao vácuo do espaço sideral.
A cientista pesquisadora sênior da Universidade de Wyoming, Silvia Sanchez-Martinez, à esquerda, e o professor assistente do Departamento de Biologia Molecular, Thomas Boothby, lideraram uma nova pesquisa fornecendo evidências adicionais de que as proteínas tardígradas poderiam eventualmente ser usadas para disponibilizar tratamentos que salvam vidas para pessoas onde a refrigeração não é possível. Crédito: Vindya Kumara
Resultados da pesquisa e direções futuras
Eles sobrevivem entrando em um estado de animação suspensa chamado biostase, usando proteínas que formam géis dentro das células e retardam os processos vitais, de acordo com a nova pesquisa liderada pela UW. Os coautores do estudo são de instituições, incluindo o Universidade de Bristol no Reino Unido, a Universidade de Washington em St. Louis, a Universidade da Califórnia-Merced, a Universidade de Bolonha na Itália e a Universidade de Amsterdã na Holanda.
Sanchez-Martinez, que veio do Howard Hughes Medical Institute para ingressar no laboratório UW de Boothby, foi o principal autor do artigo.
“Surpreendentemente, quando introduzimos estas proteínas nas células humanas, elas formam um gel e retardam o metabolismo, tal como nos tardígrados”, diz Sanchez-Martinez. “Além disso, assim como os tardígrados, quando você coloca células humanas que possuem essas proteínas em biostase, elas se tornam mais resistentes ao estresse, conferindo algumas das habilidades dos tardígrados às células humanas.”
É importante ressaltar que a pesquisa mostra que todo o processo é reversível: “Quando o estresse é aliviado, os géis tardígrados se dissolvem e as células humanas retornam ao seu metabolismo normal”, diz Boothby.
“Nossas descobertas fornecem um caminho para a busca de tecnologias centradas na indução da biostase em células e até mesmo em organismos inteiros para retardar o envelhecimento e melhorar o armazenamento e a estabilidade”, concluíram os pesquisadores.
Pesquisa anterior pela equipe de Boothby mostrou que versões naturais e modificadas de proteínas tardígradas podem ser usadas para estabilizar um importante produto farmacêutico usado para tratar pessoas com hemofilia e outras condições sem a necessidade de refrigeração.
A capacidade dos tardígrados de sobreviverem à secagem tem intrigado os cientistas, já que as criaturas o fazem de uma maneira que parece diferir de uma série de outros organismos com a capacidade de entrar em animação suspensa.
Referência: “A montagem lábil de uma proteína tardígrada induz a biostase” por S. Sanchez-Martinez, K. Nguyen, S. Biswas, V. Nicholson, AV Romanyuk, J. Ramirez, S. Kc, A. Akter, C. Childs, Meese EK, Usher ET, Ginell GM, Yu F, Gollub E, Malferrari M, Francia F, Venturoli G, Martin EW, Caporaletti F, Giubertoni G, Woutersen S, Sukenik S, Woolfson DN, AS Holehouse e TC Boothby, 19 de março 2024, Ciência das Proteínas.
DOI: 10.1002/pro.4941
A pesquisa foi financiada pelo Instituto Nacional de Saúdeo NASA Instituto de Astrobiologia e a Fundação Nacional de Ciência dos EUA.
