As SpudCells de Kate Adamala, mostradas numa imagem composta baseada em microscopia, mimetizam funções celulares essenciais

O sonho de criar vida em laboratório parece menos distante: investigadores criaram células artificiais simples que imitam comportamentos essenciais dos seres vivos. “Isto é apenas o começo”.

Há muito que a ciência persegue uma espécie de santo graal biológico: transformar uma sopa de químicos simples em vida auto-sustentável.

Agora, uma equipa liderada pela investigadora em biologia sintética Katarzyna Adamala, da Universidade do Minnesota, afirma ter dado um grande passo nessa direção.

Os investigadores desenvolveram células artificiais simples capazes de se alimentar, crescer, multiplicar-se e até competir por alimento, segundo um estudo pré-publicado antes de revisão por pares na quinta-feira no bioRxiv.

Embora as células criadas em laboratório não estejam propriamente vivas — não conseguem produzir toda a maquinaria de que precisam nem dividir-se durante muitas gerações —, exibem vários sinais associados à vida.

“Não é tão robusta, tão rápida nem tão boa na maioria das suas funções como uma célula natural, mas é uma prova de princípio de que as moléculas conseguem reconstituir comportamentos que, até agora, associávamos apenas a células vivas naturais”, explica Adamala ao The Guardian.

“Vamos lembrar-nos deste momento”, afirmou Roseanna Zia, bióloga computacional da Universidade do Missouri, que não participou na investigação, ao New York Times.

Os cientistas tentam criar células em laboratório há décadas. A proeza pode ajudar os investigadores a compreender melhor os fundamentos da vida e a produzir determinadas substâncias de que os seres humanos precisam. As pessoas com diabetes, por exemplo, dependem de insulina sintética produzida por bactérias e leveduras.

Adamala e os colegas começaram por tentar recriar a divisão celular natural, uma parte do processo de reprodução, através de uma versão simplificada. Mas acabaram por inverter a abordagem e trabalhar de baixo para cima, o que lhes permitiria compreender plenamente cada componente, explica a Smithsonian Magazine.

A equipa criou membranas celulares sintéticas capazes de agregar proteínas do meio envolvente e, quando acumulavam proteínas suficientes, a superfície da membrana deformava-se para dentro até se dividir em duas.

Depois disso, os investigadores decidiram tentar construir uma célula inteira de raiz. Começaram com esferas cheias de água, envolvidas por membranas oleosas, chamadas lipossomas.

Em seguida, introduziram ADN associado a funções essenciais, num sistema que inclui 36 enzimas purificadas e um genoma sintético reduzido. Para comparação, esta bactéria tem cerca de 4.400 genes.

A criação recebeu o nome de SpudCell, devido ao seu aspeto semelhante ao de uma batata, numa homenagem ao Sputnik e ao início da era espacial, mas também às origens de Adamala. “Sou polaca”, disse ao The Guardian. “Sou feita sobretudo de batatas.”

Depois de colocadas em frascos de laboratório cheios de uma sopa com compostos químicos essenciais, as SpudCells começaram a comportar-se como organismos vivos. Consumiam moléculas fornecidas pelos investigadores, como ATP, a principal “moeda energética” de toda a vida conhecida. Também se fundiam com lipossomas “alimentadores”, que continham componentes maiores, como enzimas.

À medida que se alimentavam, as SpudCells expandiam-se. Em poucas horas, estavam prontas para se replicar. A equipa usou a mesma técnica de divisão celular que dera origem ao projeto, acrescentando proteínas especiais para levar as membranas a dividir-se — e conseguiu criar novas células, que também cresceram.

As células sintéticas demonstraram até uma capacidade rudimentar de evoluir. Quando os investigadores colocaram as SpudCells originais em competição com uma estirpe mutante concebida para se ligar com mais força às vesículas alimentadoras, as mutantes acabaram por prevalecer sobre as originais ao longo de 5 gerações.

Apesar destas características extraordinárias, as SpudCells estão longe de ser réplicas perfeitas da vida natural. Embora tenham os genes necessários, as células ainda não conseguem produzir os seus próprios ribossomas — as fábricas celulares que constroem proteínas.

Os cientistas fornecem-lhes manualmente ribossomas de E. coli através dos lipossomas alimentadores, mas, mesmo assim, a maquinaria de produção de proteínas deixa de funcionar ao fim de 5 a 10 gerações.

Nem todos estão entusiasmados com o avanço. “É um artigo muito interessante”, disse à revista Science a bioquímica Seraphine Wegner, da Universidade de Münster, na Alemanha, que não participou no trabalho. “Mas não acho que isto signifique que estejamos perto de criar uma célula totalmente sintética.”

John Dupré, filósofo da biologia na Universidade de Exeter, em Inglaterra, questiona se estas estruturas artificiais alguma vez conseguirão superar bactérias modificadas no fabrico de medicamentos, alimentos, combustíveis ou outros materiais — e considera que talvez nem revelem muito sobre os fundamentos da vida.

“Isto talvez forneça um argumento convincente contra quem pensa que existe alguma substância imaterial, além dos químicos, que insufla vida na matéria”, afirmou Dupré. “Mas quase nenhum cientista acredita nisso hoje”.

Ainda assim, Adamala acredita que as SpudCells poderão um dia criar substâncias que as células naturais não conseguem produzir, como um novo medicamento.

A cientista juntou-se agora ao também investigador em biologia sintética Drew Endy, da Universidade de Stanford, para fundar uma organização de investigação sem fins lucrativos chamada Biotic, que pretende criar uma comunidade de trabalho colaborativo em avanços científicos, incluindo células artificiais.

Endy compara as SpudCells ao primeiro voo controlado dos irmãos Wright, em 1903. “O avião dos Wright, a voar durante 12 segundos, não nos dá um 737. Isto é apenas o começo”.