A biologia do câncer, os estudos de segurança de medicamentos e a pesquisa sobre o envelhecimento poderiam se beneficiar de um sensor fluorescente desenvolvido na Universidade de Utrecht. A nova tecnologia dá aos cientistas a capacidade de observar os danos e reparos do DNA dentro das células vivas em tempo real. Este desenvolvimento, descrito Comunicação da naturezaPermite experimentos que antes não eram possíveis.
O DNA em nossas células é constantemente danificado pela luz solar, produtos químicos, radiação e até mesmo pelos processos normais que mantêm o corpo funcionando. A maioria destes danos é reparada muito rapidamente. Quando esses reparos falham, os defeitos resultantes podem desempenhar um papel no envelhecimento, no câncer e em uma variedade de outras doenças.
Durante anos, os pesquisadores lutaram para observar diretamente esses eventos de reparo à medida que ocorriam. Muitos métodos tradicionais exigem que as células sejam eliminadas e salvas em momentos diferentes, produzindo apenas instantâneos discretos em vez de uma visualização contínua.
Um novo sensor de danos ao DNA para células vivas
Cientistas da Universidade de Utrecht introduziram agora um sensor que muda esta situação. Sua ferramenta permite que os pesquisadores vejam o aparecimento e o desaparecimento dos danos dentro das células vivas e dos organismos vivos. Segundo o estudo, publicado na Nature Communications, essa capacidade abre caminho para experimentos que antes estavam fora de alcance.
O pesquisador principal, Tuncay Baubec, descreve o método como uma forma de olhar para dentro de uma célula “sem interrompê-la”. Ele observou que ferramentas comuns como anticorpos e nanocorpos muitas vezes se ligam com muita força ao DNA, o que pode interferir nos mecanismos de reparo da própria célula.
“Nossos sensores são diferentes”, diz ele. “É feito de partes retiradas de uma proteína natural que a célula já utiliza. Ele vai até o local do dano e o fecha, então o que vemos é o próprio comportamento da célula”.
Como funcionam os sensores fluorescentes
O sistema depende de uma etiqueta fluorescente ligada a um pequeno domínio retirado de uma das próprias proteínas da célula. Este domínio reconhece brevemente um marcador que aparece apenas no DNA danificado. Como a interação é suave e reversível, o sensor destaca a área afetada enquanto deixa intacto o trabalho de reparo da célula.
O biólogo Richard Cardoso da Silva, que ajudou a projetar e avaliar a ferramenta, lembra o momento em que reconheceu seu potencial. “Eu estava testando alguns medicamentos e vi o sensor acender exatamente onde os anticorpos comerciais acendiam”, diz ele. “Naquele momento pensei: isso vai funcionar.”
Uma visão contínua do reparo do DNA
O contraste com o antigo sistema é impressionante. Em vez de realizar muitos experimentos separados para capturar momentos diferentes, os pesquisadores agora podem ver toda a sequência de reparo como um único filme contínuo. Eles podem rastrear quando o dano aparece, observar a rapidez com que as proteínas são reparadas e ver quando as células resolvem o problema. “Você obtém mais dados, maior resolução e, principalmente, uma imagem mais realista do que realmente acontece dentro de uma célula viva”, diz Cardoso da Silva.
A equipe de pesquisa também testou o sensor fora da antena no laboratório. Colaboradores da Universidade de Utrecht usaram a ferramenta no verme C. elegans, um organismo modelo amplamente utilizado. O sensor teve um desempenho igualmente bom e revelou quebras programadas no DNA que ocorrem durante o desenvolvimento do verme. Para Baubec, esta manifestação foi essencial. “Isso mostrou que a ferramenta não serve apenas para células em laboratório. Ela também pode ser usada em organismos vivos reais.”
As aplicações potenciais vão além da ocorrência de reparos. O domínio proteico do sensor pode se ligar a outros componentes moleculares, permitindo aos cientistas mapear locais de danos no DNA em todo o genoma ou determinar quais proteínas se agrupam em torno de regiões danificadas. Os pesquisadores podem reposicionar o DNA danificado dentro do núcleo para estudar como sua localização afeta o reparo. “Dependendo da sua criatividade e da sua dúvida, você pode utilizar essa ferramenta de diferentes maneiras”, afirma Cardoso da Silva.
Melhores ferramentas para pesquisa médica e de medicamentos
Embora o sensor não seja uma cura, ele pode melhorar significativamente a pesquisa médica. Muitas terapias contra o câncer atuam visando os danos ao DNA nas células tumorais, e o desenvolvimento inicial de medicamentos geralmente requer medições precisas de quanto dano um composto causa.
“Neste momento, os investigadores clínicos utilizam frequentemente anticorpos para avaliar isto”, diz Baubeck. “Nossa ferramenta pode tornar esses testes mais baratos, mais rápidos e mais precisos”. A equipe também vê usos potenciais em ambientes clínicos, como o estudo do envelhecimento natural ou a detecção da exposição à radiação ou outros fatores mutagênicos.
A inovação já desperta interesse. Vários laboratórios contataram a equipe antes da publicação, interessados em utilizar o sensor em seus próprios estudos de reparo. Para apoiar esta afirmação, os pesquisadores disponibilizaram a ferramenta sem limitações. Baubec observa: “Tudo está online. Os cientistas podem usá-lo imediatamente”.
