Os pesquisadores afirmam que estão um passo mais perto de criar vida do zero depois de construir pequenas bolhas trêmulas que usam DNA feito em laboratório para se alimentar, crescer e se reproduzir em um prato.
As células artificiais foram feitas a partir de compostos químicos e acredita-se que sejam as primeiras a demonstrar o ciclo celular completo de crescimento, reprodução genética e divisão para produzir a próxima geração.
Este trabalho levanta as possibilidades de criação de organismos artificiais que são concebidos e fabricados para produzir medicamentos, alimentos, combustíveis e outros materiais. Mas também pode lançar luz sobre a profunda questão de como certos conjuntos de matéria inanimada atravessam o limiar da vida.
Kate Adamala, que liderou a pesquisa na Universidade de Minnesota, disse: “Não é tão poderoso, rápido ou tão bom na maioria de suas funções como uma célula natural, mas é uma prova de princípio de que as moléculas podem remodelar comportamentos que até agora só associamos às células vivas normais. Se quisermos ser capazes de projetar a biologia, temos que entender exatamente o projeto, cada elemento dele, para sabermos o que estamos mudando.”
Os cientistas vêm tentando criar vida artificial há décadas. Em 2010, Craig Venter, o falecido pioneiro da genética, construiu um organismo baseado numa bactéria que causa mastite em cabras. Outros alcançaram feitos semelhantes.
Em vez de modificar células naturais, a equipe de Adamala construiu SpudCells de baixo para cima para garantir que cada componente fosse conhecido e compreendido. Eles começaram com pequenas esferas cheias de água chamadas lipossomas, com alguns milésimos de milímetro de diâmetro, e adicionaram uma pequena quantidade de DNA sintético para fornecer funções básicas. Adamala os chama de SpudCells para evocar o Sputnik e o início da Era Espacial, mas esse não é o único motivo. “Sou polaca”, disse ela. “Sou feito principalmente de batatas.”
SpudCells só funcionam em um líquido cheio de substâncias bioquímicas como o ATP, a principal molécula transportadora de energia que as células vivas produzem a partir dos nutrientes. Para crescer, as SpudCells se fundem com pequenos lipossomas “nutrientes” encontrados no fluido. Eles contêm moléculas, enzimas e estruturas microscópicas chamadas ribossomos, que os SpudCells precisam para produzir proteínas. O genoma SpudCell contém instruções adicionais para copiar e dividir seu genoma.
Para imitar o conceito evolutivo de sobrevivência do mais apto, os pesquisadores mostraram como SpudCells com vantagem de crescimento genético se espalharam pela população, superando os SpudCells originais. O professor Tom Ellis, do Imperial College London, disse que o trabalho foi “talvez a maior conquista neste campo nos últimos tempos”.
“Fazer uma célula artificial nos ajuda a compreender os requisitos mínimos da vida e como a vida surgiu da química”, disse Ellis. “Também é útil porque fornece um sistema totalmente compreendido para testar circuitos biológicos e modelos computacionais de vida celular.”
Assistir à separação do SpudCells foi revelador, disse Adamala. “Está entre as imagens mais bonitas que já vi, mas obviamente sou tendencioso. Para a maioria das pessoas, quando você olha sob um microscópio, não parece grande coisa… é uma bolha.” Ela acrescentou que as SpudCells não são vivas, mas podem se tornar uma estrutura através da qual a vida pode ser construída.
Para Adamala, este trabalho é a prova do princípio de que células artificiais podem se comportar como células vivas. Mas não está perto da capacidade das células vivas. SpudCells são inteiramente dependentes dos materiais e componentes presentes no líquido em que estão imersos. Eles não podem construir suas próprias máquinas de produção de proteínas, controlar o metabolismo ou eliminar resíduos. Quando se dividem, muitas vezes transferem a quantidade errada de DNA. Eles saem depois de algumas gerações.
Adamala e outros estão lançando uma fundação chamada Biotic para reunir conhecimentos globais, construir SpudCells e transformá-los em algo ainda mais impressionante. O objetivo, segundo o cofundador Professor Drew Ende, bioengenheiro da Universidade de Stanford, é construir um “sistema operacional para a vida” feito de genes e bioquímica. O estudo foi divulgado em pré-impressão, antes da revisão por pares, para que outros laboratórios pudessem examinar o trabalho sem demora.
O professor John Dupree, filósofo e fundador do Centro para o Estudo das Ciências da Vida da Universidade de Exeter, questionou-se sobre a viabilidade de tais células artificiais e se seriam mais eficazes na produção de medicamentos, alimentos, combustíveis e materiais do que as células bacterianas modificadas. Ele acrescentou que também pode não nos dizer muito sobre a vida. Ele acrescentou: “Isso pode fornecer um argumento convincente contra aqueles que acreditam que existe matéria imaterial, além de produtos químicos, que dão vida aos objetos físicos. Mas quase nenhum cientista acredita nisso agora.”
“Acho que o que nos falta é o aspecto relacional da vida que se tornou evidente na crescente percepção de que a vida é quase universalmente simbiótica”, acrescentou. “Se as células artificiais fossem usadas apenas para produzir produtos químicos valiosos, este aspecto relacional poderia estar ausente, mas também seria um dos aspectos mais interessantes dos organismos vivos reais.”
