Uma categoria de organismos sintéticos apelidados de “vida espelhada”, cujas moléculas componentes são imagens espelhadas de sua contraparte pure, poderia representar riscos sem precedentes para a vida humana e os ecossistemasde acordo com um artigo de perspectiva escrito por especialistas renomados, incluindo ganhadores do Prêmio Nobel. O artigo, publicado em Ciência em 12 de dezembro, é acompanhado de um extenso relatório detalhando suas preocupações.
A vida no espelho tem a ver com o fenômeno onipresente no mundo pure em que uma molécula ou outro objeto não pode simplesmente ser sobreposto a outro. Por exemplo, sua mão esquerda não pode simplesmente ser virada para combinar com sua mão direita. Essa lateralidade é encontrada em todo o mundo pure.
Grupos de moléculas do mesmo tipo tendem a ter a mesma lateralidade. Os nucleotídeos que compõem o DNA são quase sempre destros, por exemplo, enquanto as proteínas são compostas de aminoácidos canhotos.
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A lateralidade, mais formalmente conhecida como quiralidade, é extremamente importante na biologia porque as interações entre biomoléculas dependem de elas terem a forma esperada. Por exemplo, se a lateralidade de uma proteína for invertida, ela não poderá interagir com moléculas parceiras, como receptores nas células. “Pense nisso como mãos enluvadas”, diz Katarzyna Adamala, bióloga sintética da Universidade de Minnesota e coautora do artigo e do relatório técnico que o acompanha, que tem quase 300 páginas. “Minha luva esquerda não cabe na minha mão direita.”
Os autores estão preocupados com as bactérias-espelho, a forma de vida mais simples à qual se aplicam as suas preocupações. A capacidade de criar bactérias-espelho ainda não existe e está “a pelo menos uma década de distância”, escrevem eles, mas o progresso está em andamento. Os pesquisadores já podem sintetizar biomoléculas espelhadas, como DNA e proteínas. Ao mesmo tempo, foram feitos progressos na criação de células sintéticas a partir de componentes não espelhados. Em 2010, pesquisadores do Instituto J. Craig Venter (JCVI), na Califórnia, instalaram DNA sintético em uma célula para criar o primeira célula com genoma totalmente sintético.
Seriam necessários mais avanços para criar vida espelhada, mas são alcançáveis com investimento e esforço substanciais. “Não estamos confiando em descobertas científicas que talvez nunca aconteçam. Posso fazer uma lista de coisas que precisam acontecer para construir uma célula-espelho”, diz Adamala. “Não é mais ficção científica.” Adamala trabalhou anteriormente na criação de células-espelho, mas agora teme que, se forem criadas bactérias-espelho, as consequências possam incluir danos ecológicos irreversíveis e perda de vidas. Os autores do artigo, que incluem especialistas em imunologia, biologia sintética, fitopatologia, biologia evolutiva e ecologia, bem como dois laureados com o Nobel, apelam a investigadores, decisores políticos, reguladores e à sociedade em geral para começarem a discutir o melhor caminho para uma melhor compreender e mitigar os riscos identificados pelos autores. A menos que surjam evidências de que a vida no espelho não representam perigos extraordinários, eles recomendam que pesquisas destinadas a criar bactérias-espelho não sejam realizadas.
O entusiasmo inicial pela criação de versões espelhadas de bactérias começou com imaginações mais simples. Os pesquisadores consideraram as perspectivas de trabalhar com versões espelhadas de proteínas e outras moléculas Proteínas e outras moléculas esses são os blocos de construção de tal organismo. Um exemplo envolve medicamentos que precisam ser readministrados periodicamente porque os processos biológicos degradam suas moléculas. Versões espelhadas de moléculas biológicas não interagiriam com esses mecanismos moleculares, portanto, uma droga construída com moléculas espelhadas poderia ter efeitos mais duradouros. .
Muitos mecanismos do sistema imunológico também dependem da lateralidade. As células T, responsáveis por reconhecer invasores estrangeiros, por exemplo, podem não conseguir se ligar a algo com a mão errada. Portanto, essas terapias também poderiam evitar o desencadeamento de reações imunológicas nos pacientes. “Um peptídeo espelho não será facilmente degradado, e é por isso que eles podem ser excelentes como agentes terapêuticos”, diz o coautor John Glass, biólogo sintético da JCVI. “Não vemos absolutamente nenhuma razão para proibir isso.”
Uma aplicação potencial de espelho bactérias Podem ser biorreatores, fábricas biológicas que utilizam células ou microrganismos para fabricar vários compostos, como antibióticos e outros produtos farmacêuticos. Os bacteriófagos (vírus que infectam bactérias) podem destruir biorreatores baseados em bactérias, custando muito tempo e dinheiro, mas é provável que não infectem bactérias espelho, porque não reconheceriam suas moléculas. Da mesma forma, predadores naturais, como as amebas, que consomem bactérias normais, não conseguiriam reconhecer as bactérias-espelho como alimento.
Foram essas propriedades supostamente vantajosas que suscitaram as preocupações dos cientistas. “Todas as aplicações práticas que nos atraíram para este campo são as razões pelas quais temos medo dele agora”, diz Adamala. A capacidade de escapar das respostas imunológicas pode permitir que as bactérias causem infecções letais à medida que se multiplicam sem controle. Ao contrário dos vírus, as bactérias não precisam interagir com moléculas específicas para infectar um organismo, e as bactérias-espelho podem infectar uma ampla gama de hospedeiros, incluindo humanos, outros animais e plantas. E a falta de predadores poderia permitir que as bactérias-espelho se espalhassem amplamente pelos ecossistemas.
Muitos dos autores inicialmente pensaram que as bactérias-espelho não sobreviveriam fora do laboratório, dada a falta de nutrientes-espelho, diz Glass, mas o relatório conclui que existem nutrientes suficientes que alimentariam as bactérias-espelho para sustentá-las. Os pesquisadores discutem possíveis medidas de biossegurança, como o desenvolvimento de vírus fagos-espelho que poderiam infectar e matar bactérias-espelho, mas concluem que provavelmente não serão uma defesa suficiente. “Nenhum dos (autores) foi capaz de propor uma contramedida que considerássemos eficaz o suficiente para salvar a biosfera desses organismos”, diz Glass.
Nem todos concordam que as bactérias-espelho representam riscos tão enormes. “Eu diria que uma bactéria espelhada estaria em grande desvantagem competitiva e não sobreviveria bem”, diz Andrew Ellington, biólogo molecular da Universidade do Texas em Austin, que desenvolve organismos sintéticos. Ele não está convencido de que seja apropriado disparar um alarme com tanta antecedência sobre qualquer ameaça, ou mesmo sobre a existência de tecnologia que possa ser usada para criá-la diretamente. “Isso é como proibir o transistor porque você está preocupado com o crime cibernético daqui a 30 anos”, diz Ellington. Ele também está preocupado com a possibilidade de os governos e os reguladores não responderem como os autores esperam, potencialmente sufocando a investigação benéfica. “Não estou particularmente preocupado com uma ameaça praticamente desconhecida daqui a 30 anos versus o bem que pode ser feito agora”, diz ele.
Embora os riscos exatos possam ser incertos, o que é certo é que qualquer ameaça permanece remota. “A tecnologia ainda não chegou, por isso é difícil dizer os cenários de risco, mas este artigo pode iniciar essa discussão”, diz Sarah Carter, consultora de políticas científicas de biossegurança baseada na Califórnia e ex-analista de políticas da JCVI, que trabalha com biossegurança e implicações políticas. das biotecnologias emergentes. “Portanto, aplaudo este grupo por olhar para o futuro e chamar a atenção para isso.
