Cientistas Criam Células Sintéticas Autossuficientes em Minnesota

Cientistas da Universidade de Minnesota anunciaram nesta quarta – feira (1º) uma grande conquista na área de bioengenharia ao criar células sintéticas autossuficientes.

Batizadas como Spud Cell, essas novas estruturas foram construídas artificialmente e demonstram capacidade completa: elas conseguem se alimentar, crescer, reproduzir por conta própria e até competir entre si em ambiente laboratorial.

Como foi possível construir as Spud Cells

O desenvolvimento das células artificiais não ocorreu do dia para a noite; ele resultou anos de tentativas complexas. A pesquisadora Kate Adamala liderou o trabalho partindo da questão central sobre dividir uma célula que nunca nasceu naturalmente no corpo vivo humano.

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Células biológicas reais utilizam um mecanismo intrincado envolvendo proteínas específicas na parede interna celular, formando um anel contrátil capaz de separar completamente os dois novos núcleos celulares. Em vez disso, sua equipe optou por seguir outra linha científica: usar bolhas artificialmente criadas em laboratório e capazes de capturar as moléculas proteicas flutuantes ao redor delas.

O processo físico das novas células

A teoria era simples — mas a prática levou mais de um ano para funcionar perfeitamente. Quando uma dessas “bolhas” acumulava proteína suficiente contra suas paredes internas, ela dobrava até se dividir espontaneamente em duas partes menores; foi esse mecanismo que permitiu o avanço do projeto. Adamala afirmou sobre isso quando funcionou na bancada experimental.”

Com este desafio resolvido pela equipe, puderam montar os componentes da célula completa: inicialmente prepararam meio líquido com cerca de cem tipos diferentes de proteínas e moléculas essenciais às reações químicas básicas.

Alimentação, crescimento e capacidade evolutiva

Spud Cellsabsorvem pequenas moléculas através canais específicos localizados nas superfícies das células. Para obter compostos maiores ou mais complexos, a técnica envolveu introduzir bolhas menores carregadas dessas substâncias; as próprias células se fundiam nessas bolhas para capturar o conteúdo necessário em seu interior.

Após serem alimentadas adequadamente, essas estruturas sintéticas crescem até atingir um tamanho que lhes permite realizar novas divisões celulares de maneira autônoma. O achado considerado mais surpreendente foi testar sua capacidade evolutiva: os cientistas misturaram uma versão mutante da Spud Cell — modificada para absorver alimento com maior eficiência —, junto à população original.

Após apenas cinco gerações competindo pelo mesmo recurso alimentaras versões mutantes superaram significativamente a quantidade das células originais no teste.

Limitações e o futuro do desenvolvimento

“Esse é o feito que abala o chão aqui”, comentou Roseanna Zia, bióloga computacional vinculada ao Missouri University. Essa demonstração de competição indica um potencial enorme; colocar diferentes tipos de célula sintética em disputa permitirá aos cientistas desenvolver modelos cada vez mais sofisticados muito rapidamente na área da bioengenharia celular.”

Desafios técnicos atuais

Ainda existem limitações importantes a serem superadas pelos pesquisadores para tornar as células totalmente autossuficientes no ambiente laboratorial.

Ribossomos e o ciclo vital das Spud Cells

“As Spud Cell não conseguem produzir ribossomos, que são essenciais fábricas moleculares responsáveis pela fabricação de proteínas,” explicou um dos envolvidos. Por essa razão, os cientistas precisam fornecer esses componentes prontos às novas estruturas celulares; contudo, esse tipo de material se deteriora com o tempo. Após cinco ou dez gerações em testes laboratoriais, as células param seu funcionamento ativo.”

Aplicações potenciais para a ciência

Adamala e e Endy fundaram uma organização sem fins lucrativos chamada Biotic, visando investir centenas de milhões na próxima década justamente para tornar as Spud Cells mais “vivas” no sentido biológico completo.

“Agora podemos pensar em fazer química que mal começamos a compreender”, disse John Glass do Instituto J. Craig Venter. As aplicações são vastíssimas: é possível projetar essas novas estruturas sintéticas com o objetivo de produzir novos tipos medicamentos ou até mesmo capturar dióxido de carbono da atmosfera numa escala muito grande.”

O avanço como um ponto inicial

Drew Endy comparou essa descoberta ao equivalente biológico dos irmãos Wright, cujo voo pioneiro ocorreu por 12 segundos no ano de 1903.

“O vôo curto não nos deu imediatamente um Boeing 737”, completou ele em uma analogia modesta. “Isso representa apenas o começo do processo científico e tecnológico que está sendo construído na área das células sintéticas“.