W.M.Keck Biological Imaging Facility, The Whitehead Institute
W.M.Keck Biological Imaging Facility, The Whitehead Institute

Bactérias são reequipadas para combater doenças

Micróbios desenvolvidos em laboratório tem como objetivo tratar seres humanos a partir de dentro

Carl Zimmer, The New York Times

21 Setembro 2018 | 15h15

Num estudo recente, voluntários beberam um líquido branco contendo bilhões de bactérias. Os micróbios foram desenvolvidos em laboratório para decompor uma toxina que surge naturalmente no sangue.

A grande maioria de nós consegue fazer isso sem ajuda. Mas, para aqueles que não conseguem, esses micróbios podem um dia se tornar um remédio vivo.

O teste é um marco numa promissora área da ciência conhecida como biologia sintética. Duas décadas atrás, pesquisadores começaram a fazer experimentos com organismos vivos de maneira semelhante aos experimentos dos engenheiros com a eletrônica.

Em geral, os genes não funcionam no isolamento. Em vez disso, muitos genes funcionam juntos, ativando e desativando um ao outro. Os biólogos sintéticos manipularam essa comunicação, criando células que respondem a novos sinais ou respondem de maneiras novas.

Até o momento, o principal impacto foi industrial. As empresas usam bactérias de laboratório como pequenas fábricas, formando moléculas complexas como antibióticos ou compostos usados na fabricação de roupas.

Agora, as equipes de pesquisadores querem usar a biologia sintética para desenvolver micróbios capazes de tratar o corpo humano a partir de dentro.

As bactérias na solução ingerida pelos voluntários foram projetadas para tratar uma rara doença hereditária chamada fenilcetonúria, conhecida pela sigla PKU. Os afetados pela doença precisam evitar as proteínas de alimentos como carnes e queijos, pois seu corpo não consegue decompor um subproduto da sua digestão, um aminoácido chamado fenilalanina.

Conforme a fenilalanina se acumula no sangue, ela pode danificar os neurônios no cérebro, levando a um atraso no desenvolvimento, deficiências intelectuais e distúrbios psiquiátricos. O tratamento da PKU se resume a uma dieta de baixo conteúdo proteico, acompanhada de suplementos nutricionais.

Mas, em experimentos realizados com camundongos e macacos, as bactérias desenvolvidas pela empresa Synlogic se revelaram promissoras enquanto tratamento alternativo. No dia 4 de setembro, pesquisadores da empresa anunciaram resultados positivos num exame clínico envolvendo voluntários saudáveis.

Agora, os pesquisadores estão fazendo testes em pessoas com PKU. Um dos fundadores da Synlogic, o biólogo sintético James J. Collins, do Massachusetts Institute of Technology, e seus colegas armaram a bactéria E. coli com uma ferramenta capaz de ativar e desativar um gene quando exposta a determinadas substâncias químicas - “como se fosse um interruptor para os genes”, disse o Dr. Collins.

Os cientistas tinham imaginado usar bactérias reprogramadas como sensores ambientais - detectando armas biológicas no ar e produzindo um sinal químico em resposta. Mas, então, as atenções se voltaram para o microbioma.

Em meados da década de 2000, os microbiólogos começaram a mapear a diversidade da nossa fauna e flora internas, a grande variedade de organismos que habitam as pessoas saudáveis. O microbioma está sempre desempenhando tarefas químicas complexas, e os cientistas descobriram que algumas dessas tarefas têm como resultado proteger o ser humano de doenças.

Os biólogos sintéticos se indagaram a respeito da possibilidade de acrescentar a essa mistura bactérias desenvolvidas em laboratório - talvez como sensores internos capazes detectar indícios de doenças.

“É impossível exagerar o impacto do trabalho do microbioma”, disse Jeff Hasty, que foi estudante do Dr. Collins e agora administra seu próprio laboratório na Universidade da Califórnia, em San Diego. “Isso mudou tudo.”

Agora, os cientistas estão desenvolvendo bactérias capazes de chegar até a tumores. Quando chegam ao tecido, liberam moléculas que atraem células imunológicas, e os cientistas esperam que isso possa matar o câncer.

“Acho que todos os lugares do corpo onde encontramos bactérias trazem uma oportunidade de desenvolvê-las para que desempenhem funções diferentes”, afirmou o biólogo sintético Tal Danino, da Universidade Columbia. 

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