‘Vida espelhada’ dos micróbios pode ter consequências mortais; entenda
‘Bactérias-espelho’ poderiam escapar do sistema imune das pessoas e causar infecções mortais
Quando você se olha em um espelho, o reflexo é fundamentalmente você, mas com uma inversão perfeita de todas as suas características. Isso ilustra um fenômeno que também vemos no minúsculo mundo das moléculas.
Algumas moléculas existem como imagens espelhadas de si mesmas, conhecidas como “enantiômeros”, que não podem ser sobrepostas umas às outras. Esse conceito é conhecido como quiralidade, ou “mão”. Ele é importante porque as imagens espelhadas das mesmas moléculas podem ter efeitos e funções completamente diferentes na biologia.
Escrevendo na revista científica Science, um grupo de 40 cientistas renomados alertou que, na próxima década, poderá ser possível criar formas de vida totalmente espelhadas, compostas por esses enantiômeros – especificamente, vida microbiana, como bactérias. Segundo eles, isso representa um perigo real.
As “bactérias-espelho” poderiam escapar do sistema imune das pessoas, sugerem eles, causando infecções mortais. Essas infecções também poderiam levar ao deslocamento de uma proporção substancial de espécies de plantas e animais, perturbando completamente o meio ambiente.
As moléculas de imagem espelhada são estruturalmente idênticas, assim como suas mãos esquerda e direita são estruturalmente idênticas e podem desempenhar exatamente as mesmas funções. Essas moléculas também têm exatamente as mesmas propriedades químicas, mas, por razões desconhecidas, a natureza prefere construir a vida a partir de apenas uma versão dessas moléculas.
Por exemplo, os aminoácidos – os blocos de construção das proteínas – são canhotos, enquanto os açúcares são destros. A molécula de DNA é uma rosca para destros.
Essa quiralidade seletiva define como as moléculas interagem nos sistemas vivos. Ela influencia a forma como os medicamentos e as enzimas (catalisadores biológicos que aceleram as reações) funcionam em nosso corpo, bem como a forma como percebemos os sabores e os odores. Por exemplo, a molécula carvona pode ter cheiro de hortelã ou de sementes de cominho, dependendo de qual versão “espelho” da molécula você obtém esse cheiro.
Outras moléculas espelhadas têm implicações muito mais profundas. A droga talidomida existe em duas formas. Uma é um tratamento poderoso para enjoos matinais; a versão espelhada causa defeitos congênitos devastadores.
Isso levanta a questão: e se pudéssemos produzir moléculas biológicas que existissem do outro lado do espelho? O impulso por trás dessa pesquisa é, em parte, fruto da curiosidade, mas também tem aplicações práticas.
Os tratamentos médicos são cada vez mais derivados de moléculas biológicas, como peptídeos (pequenos fragmentos de proteínas), que podem ser usados para tratar o câncer. Mas, apesar de sua eficácia, as proteínas e os peptídeos naturais enfrentam uma limitação significativa: eles se degradam rapidamente no corpo.
Isso ocorre porque as enzimas do nosso corpo, que evoluíram para quebrar moléculas biológicas para reciclagem, são altamente eficientes em atingir os peptídeos naturais. Portanto, esses tratamentos contra o câncer podem exigir aplicações frequentes para garantir seu funcionamento.
Peptídeos semelhantes criados a partir de aminoácidos espelhados, no entanto, provavelmente não seriam reconhecidos por esses sistemas de degradação, mas ainda assim poderiam ser projetados para atingir os cânceres. E a construção dessas moléculas biológicas espelhadas já é possível: criamos reflexos de DNA, “enzimas espelhadas” totalmente funcionais e muito mais.
Os riscos da vida espelhada
Os possíveis benefícios das moléculas espelhadas são tentadores. A próxima etapa óbvia seria criar organismos totalmente espelhados, feitos inteiramente de moléculas que são os reflexos das versões naturais.
Já existem grupos de pesquisa trabalhando na construção de bactérias “de baixo para cima”. Em outras palavras, eles estão tentando sintetizar moléculas biológicas espelhadas e montá-las em células funcionais.
Embora a fabricação de bactérias espelhadas a partir do zero ainda esteja provavelmente a uma década de distância da realidade, já há preocupações reais sobre até onde essa pesquisa pode levar. Os 40 cientistas que escreveram na revista Science temem que a vida espelhada possa ter consequências devastadoras se escapar dos laboratórios (e há muitos exemplos disso).
A preocupação mais imediata é que as bactérias-espelho poderiam escapar dos sistemas imunes de humanos, animais e plantas. Nossas defesas imunes dependem do reconhecimento de padrões moleculares encontrados em patógenos naturais (um organismo ou outro agente, como um vírus, que causa uma doença), todos eles construídos a partir de aminoácidos canhotos. As bactérias-espelho não teriam esses padrões reconhecíveis, tornando nossos sistemas imunes cegos à sua presença.
As bactérias-espelho também poderiam perturbar os ecossistemas de maneiras imprevisíveis. Por exemplo, elas provavelmente conseguiriam escapar de controles biológicos, como infecções virais e antibióticos bacterianos, permitindo que se proliferassem sem controle.
Isso poderia resultar em populações invasivas de bactérias-espelho que deslocam espécies nativas, perturbam as cadeias alimentares e alteram os ciclos de nutrientes, podendo levar a consequências ecológicas em cascata.
A advertência dos cientistas sobre a vida espelhada é impressionante – em parte porque aparece em uma revista acadêmica de prestígio, mas também porque é sustentada por uma análise técnica rigorosa de 300 páginas.
A mensagem contundente, enfatizando os riscos extraordinários dos organismos espelhados, pode soar como o enredo de um thriller de ficção científica, mas as preocupações estão fundamentadas em um raciocínio científico válido.
As bactérias-espelho representam um desafio único e sem precedentes. Entretanto, não se trata de uma crise que ocorrerá amanhã. As barreiras técnicas para a criação de uma vida totalmente espelhada permanecem significativas, proporcionando à comunidade global tempo suficiente para considerar sua resposta. E os cientistas também reconhecem que, além da pesquisa movida puramente pela curiosidade, eles batalham para conceber qualquer justificativa convincente para desenvolver organismos totalmente espelhados.
Agindo agora – por meio de governança robusta, supervisão cuidadosa e colaboração internacional – podemos orientar o desenvolvimento de biomoléculas espelhadas de forma responsável e, ao mesmo tempo, garantir que a criação de vida totalmente espelhada seja evitada – a menos que seus riscos sejam inequivocamente compreendidos e mitigados.
*Mark Lorch, Professor of Science Communication and Chemistry, University of Hull
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