A biologia do câncer, a pesquisa sobre segurança de medicamentos e a pesquisa sobre envelhecimento poderiam se beneficiar dos sensores fluorescentes criados na Universidade de Utrecht. Esta nova tecnologia permite aos cientistas observar danos e reparos no DNA em células vivas em tempo real. Este desenvolvimento, descrito em comunicações da naturezapossibilitando tipos de experimentos que antes eram impossíveis.
O DNA em nossas células enfrenta danos constantes causados pela luz solar, produtos químicos, radiação e até mesmo por processos normais que mantêm as funções do corpo. A maioria dos danos será corrigida rapidamente. Quando esses reparos falham, os erros resultantes podem levar ao envelhecimento, ao câncer e a diversas outras doenças.
Durante anos, os pesquisadores têm lutado para observar diretamente esses eventos de reparo à medida que ocorrem. Muitos métodos tradicionais exigem matar e preservar células em diferentes momentos, produzindo apenas instantâneos isolados em vez de uma visão contínua.
Um novo tipo de sensor de danos ao DNA de células vivas
Cientistas da Universidade de Utrecht lançaram agora um sensor para mudar isso. Suas ferramentas permitem que os pesquisadores observem o aparecimento e o desaparecimento de danos no interior de células e organismos vivos. Segundo pesquisa publicada na Nature Communications, essa capacidade abre caminho para experimentos que antes eram impossíveis.
O pesquisador principal, Tuncay Baubec, descreve o método como uma forma de olhar para dentro das células “sem destruí-las”. Ele ressalta que ferramentas comumente usadas, como anticorpos e nanocorpos, muitas vezes se ligam com muita força ao DNA, o que pode interferir nos próprios sistemas de reparo da célula.
“Nossos sensores são diferentes”, disse ele. “É feito de partes de proteínas naturais que as células já utilizam. Ele entra e sai do local da lesão, então o que estamos vendo é o verdadeiro comportamento da célula”.
Como funcionam os sensores de fluorescência
O sistema depende de uma etiqueta fluorescente ligada a um pequeno domínio retirado de uma das próprias proteínas da célula. Este domínio reconhece transitoriamente marcas que aparecem apenas no DNA danificado. Como a interação é suave e reversível, o sensor destaca as áreas afetadas, deixando o trabalho de reparo das células inalterado.
O biólogo Richard Cardoso Da Silva, que ajudou a projetar e avaliar a ferramenta, relembra o momento em que percebeu seu potencial. “Eu estava testando alguns medicamentos e descobri que o sensor acendeu exatamente no mesmo local que o anticorpo comercial”, disse ele. “Foi quando pensei: isso vai funcionar.”
Uma perspectiva contínua sobre o reparo do DNA
O contraste com o método antigo é impressionante. Os pesquisadores agora podem assistir a toda a sequência de reparo como um filme contínuo, em vez de realizar muitos experimentos separados para capturar momentos diferentes. Eles podem rastrear quando ocorrem danos, observar a rapidez com que as proteínas reparadoras chegam e aprender quando as células resolvem os problemas. “Você obtém mais dados, maior resolução e, mais importante, obtém uma imagem mais realista do que realmente está acontecendo dentro de uma célula viva”, disse Cardoso da Silva.
A equipe também testou o sensor fora de uma antena de laboratório. Colaboradores da Universidade de Utrecht usaram a ferramenta em C. elegans, um organismo modelo amplamente utilizado. O sensor teve um desempenho igualmente bom e revelou as quebras programadas no DNA que ocorrem durante o desenvolvimento do verme. Para Baubec, esta manifestação foi crucial. “Isso mostra que esta ferramenta não funciona apenas com células de laboratório. Ela também pode ser usada em organismos reais.”
As aplicações potenciais não se limitam à observação do reparo à medida que ele ocorre. O domínio proteico do sensor pode ser ligado a outros componentes moleculares, permitindo aos cientistas mapear a localização dos danos no DNA em todo o genoma ou determinar quais proteínas se agrupam em torno das áreas danificadas. Os pesquisadores também podem realocar o DNA danificado dentro do núcleo da célula para testar como sua localização afeta o reparo. “Você pode usar essa ferramenta de diversas maneiras, dependendo da sua criatividade e do seu problema”, disse Cardoso Da Silva.
Melhores ferramentas para medicina e pesquisa de medicamentos
Embora o sensor não seja um tratamento, ele poderia melhorar significativamente a pesquisa médica. Muitas terapias contra o câncer funcionam causando deliberadamente danos ao DNA das células tumorais, e o desenvolvimento inicial de medicamentos geralmente requer uma medição precisa da extensão dos danos causados por um composto.
“Atualmente, os investigadores clínicos utilizam frequentemente anticorpos para avaliar isto”, disse Bobek. “Nossa ferramenta poderia tornar esses testes mais baratos, mais rápidos e mais precisos.” A equipe também vê uso potencial em ambientes clínicos, como no estudo do envelhecimento natural ou na detecção da exposição à radiação ou outros agentes mutagênicos.
A inovação já está gerando interesse. Vários laboratórios contataram a equipe antes da publicação, ansiosos para usar o sensor em seus próprios estudos de reparo. Para atender a essa necessidade, os pesquisadores estão disponibilizando a ferramenta sem restrições. “Tudo está online. Os cientistas podem usá-lo imediatamente”, observou Baubec.
