A resistência dos tardígrados à radiação é tão extrema que estes microrganismos conseguem ignorar níveis que destruiriam quase todas as outras formas de vida. Essa capacidade está agora a ser explorada por investigadores que procuram novas formas de proteger células saudáveis durante tratamentos oncológicos.
Uma equipa coordenada por Ameya Kirtane, da Harvard Medical School, e Jianling Bi, da University of Iowa, conseguiu isolar esta “superpotência” num formato prático: RNA mensageiro (mRNA). Quando este mRNA é introduzido nas células, leva-as a produzir uma proteína que as ajuda a resistir à radiação.
Na radioterapia contra o cancro, o alvo é o tumor - mas, na prática, os tecidos à volta também pagam o preço. A radiação provoca ruturas no ADN de células saudáveis, o que pode desencadear morte celular em grande escala e inflamação. É essa combinação que está por detrás de muitos efeitos secundários particularmente difíceis.
O oncologista de radiação James Byrne, da University of Iowa, descreve o impacto clínico desta toxicidade: "Pode manifestar-se como algo tão simples como feridas na boca, que podem limitar a capacidade de uma pessoa comer porque é tão doloroso, até exigir hospitalização porque as pessoas estão a sofrer tanto com a dor, perda de peso ou hemorragias", diz.
Porque os tardígrados suportam tanta radiação
Apesar dos nomes carinhosos - como “leitão-do-musgo” e “urso-de-água” - estes animais microscópicos de oito patas, conhecidos como tardígrados, são famosos pela sua robustez. Para além de aguentarem a temperatura máxima de um forno doméstico e pressões de 7,5 GPa, toleram cerca de mil vezes a dose de radiação ionizante que seria letal para um ser humano.
Esta resistência deve-se, em grande parte, à capacidade de produzirem uma proteína invulgar chamada Dsup (abreviatura de “damage suppressing”, isto é, “supressora de danos”). A Dsup ajuda-os a lidar tanto com o impacto inicial como com os radicais hidroxilo que se formam nas células após a exposição, moléculas altamente reativas que, de outra forma, poderiam destruir uma ou até ambas as cadeias do ADN.
Desde que a Dsup foi identificada em 2016, vários cientistas têm visto nela um possível apoio à terapêutica oncológica - e este novo trabalho aproxima essa hipótese de uma aplicação real.
Esse estudo de 2016 mostrou que, quando a Dsup é expressa em células humanas, os danos no ADN provocados por raios X diminuem cerca de 40 percent. É precisamente por esta razão que os investigadores acreditam que a proteína poderá reduzir efeitos secundários graves em doentes submetidos a radioterapia.
mRNA com Dsup: expressão temporária e entrega direcionada
Há, contudo, um desafio essencial: para funcionar, a Dsup precisa de estar no núcleo da célula. Administrar a proteína diretamente a cada célula não é viável, e inserir os genes da Dsup no ADN levanta riscos próprios.
Kirtane sublinha a vantagem da estratégia escolhida: "Um dos pontos fortes da nossa abordagem é que estamos a usar RNA mensageiro, que apenas expressa temporariamente a proteína, pelo que é considerado muito mais seguro do que algo como o ADN, que pode ser incorporado no genoma das células", diz.
Para fazer chegar o mRNA ao interior das células, a equipa encapsulou-o em nanoperartículas específicas de polímero-lípido - um desenho otimizado para o cólon e outro concebido para a boca. Desta forma, os investigadores conseguiram introduzir as instruções genéticas em células cultivadas em laboratório, que passaram então a fabricar grandes quantidades de Dsup, até o mRNA se degradar.
O objetivo era combinar dois tipos de materiais num só sistema de entrega. Como explica Kirtane: "Achámos que talvez, ao combinar estes dois sistemas – polímeros e lípidos – conseguíssemos o melhor dos dois mundos e obter uma entrega de RNA altamente potente. E foi essencialmente isso que vimos", diz.
Um ponto crítico é que, ao usar a Dsup em formato de “receita” (mRNA), reduz-se o risco de a proteção acabar por entrar nas células que a radiação pretende eliminar - por exemplo, as que constituem o tumor.
Testes em ratos, resultados e limites
Para confirmar se a abordagem também funciona num organismo vivo, a equipa injetou em ratos mRNA que codifica a Dsup e, 6 horas depois, administrou-lhes uma dose de radiação aproximadamente equivalente à que poderia ser usada num doente humano com cancro.
Num conjunto de animais, a injeção e a radiação foram direcionadas para a boca; noutro grupo, para o reto. Para comparação, alguns ratos receberam a mesma radiação sem qualquer proteção por Dsup, servindo como referência.
No grupo “retal”, registou-se cerca de metade das ruturas de dupla cadeia do ADN induzidas pela radiação em comparação com os controlos sem Dsup. No grupo “boca”, as ruturas ficaram por cerca de um terço das observadas nos seus pares. Além disso, o tratamento com mRNA pareceu não alterar o volume tumoral.
Ainda assim, os próprios autores salientam que este é apenas um primeiro passo: as amostras foram muito pequenas e, naturalmente, não é possível antecipar a resposta do corpo humano com base apenas em ensaios com células em laboratório ou em ratos. Mesmo assim, os resultados justificam estudos adicionais - sobretudo agora que foi demonstrada uma forma de introduzir mRNA nas células em segurança, sem estender o benefício às células cancerígenas.
Os autores apontam ainda potenciais utilizações clínicas mais amplas: "A utilização da entrega de mRNA de Dsup pode ser adaptada para várias outras aplicações clínicas, incluindo a proteção de tecido normal contra quimioterapias que danificam o ADN ou a degeneração progressiva de tecidos específicos, predisposição para cancro, instabilidade cromossómica e hipersensibilidade a agentes que danificam o ADN", escrevem.
E acrescentam: "Para além das aplicações relacionadas com o cancro, a utilização da proteína Dsup pode ser estendida à exposição de todo o corpo à radiação espacial ou como profilaxia contra exposição à radiação nuclear".
Esta investigação foi publicada na Nature Biomedical Engineering.
Comentários
Ainda não há comentários. Seja o primeiro!
Deixar um comentário