O que torna esses pequenos “ursinhos d’água” tão resistentes? Eles reparam DNA quebrado rapidamente.

Para apresentar aos seus filhos as maravilhas ocultas do reino animal há alguns anos, Anne de Sien aventurou-se no seu jardim em Paris. O Dr. De Cian, biólogo molecular, coletou pedaços de algas, depois voltou para dentro, molhou-os em água e colocou-os sob um microscópio. Seus filhos olhavam através das lentes para estranhas criaturas de oito patas subindo sobre o musgo.

“Eles ficaram impressionados”, disse o Dr. De Cian.

Mas ela ainda não terminou de lidar com os monstrinhos, conhecidos como tardígrados. Ela os levou para seu laboratório no Museu Nacional Francês de História Natural, onde ela e seus colegas os atingiram com raios gama. As explosões foram centenas de vezes maiores do que a radiação necessária para matar um ser humano. No entanto, os tardígrados sobreviveram e continuaram suas vidas como se nada tivesse acontecido.

Os cientistas sabem há muito tempo que os tardígrados são estranhamente resistentes à radiação, mas só agora o Dr. de Cien e outros investigadores descobriram os seus segredos para a sobrevivência. O tardígrado parece ser adepto do reparo molecular, capaz de remontar rapidamente pilhas de DNA quebrado, de acordo com um estudo publicado na sexta-feira e outro no início deste ano.

Os cientistas têm tentado penetrar nas defesas dos tardígrados há séculos. Em 1776, Lazzaro Spallanzani, um naturalista italiano, descreveu como os animais podiam ficar completamente secos e depois serem revividos com um jato de água. Nas décadas seguintes, os cientistas descobriram que os tardígrados podiam resistir a pressões esmagadoras, congelamentos profundos e até mesmo voar para o espaço sideral.

Em 1963, uma equipe de pesquisadores franceses descobriu que os tardígrados podiam resistir a enormes explosões de raios X. Em estudos recentes, os pesquisadores descobriram que algumas espécies de tardígrados podem suportar uma dose de radiação 1.400 vezes maior do que a necessária para matar uma pessoa.

A radiação é mortal porque quebra as cadeias de DNA. Os raios de alta energia que atingem uma molécula de DNA podem causar danos diretos; Também pode causar o caos ao colidir com outra molécula dentro da célula. Esta molécula alterada pode atacar o DNA.

Os cientistas suspeitam que os tardígrados possam prevenir ou reverter estes danos. Em 2016, pesquisadores da Universidade de Tóquio descobriram Ele descobriu uma proteína chamada Dsup, que parece proteger os genes do tardígrado dos raios de energia e moléculas perdidas. Os pesquisadores testaram sua hipótese colocando Dsup em células humanas e bombardeando-as com raios X. As células Dsup foram menos danificadas do que as células sem a proteína tardígrada.

Esta pesquisa despertou o interesse do Dr. De Cian pelos tardígrados. Ela e os seus colegas estudaram os animais que coleccionou no seu jardim em Paris, juntamente com uma espécie encontrada em Inglaterra e uma terceira na Antárctida. Como eles relataram Em janeiro, os raios gama destruíram o DNA dos tardígrados, mas não conseguiram matá-los.

Courtney Clark Hachtel, bióloga da Universidade da Carolina do Norte em Asheville, e seus colegas descobriram independentemente que os tardígrados Acabei com genes quebrados. O estudo foi publicado na sexta-feira na revista Current Biology.

Estes resultados sugerem que o Dsup por si só não previne danos no DNA, embora seja possível que as proteínas forneçam proteção parcial. É difícil ter certeza porque os cientistas ainda estão descobrindo como realizar experimentos com tardígrados. Eles não podem criar animais sem o gene Dsup, por exemplo, para ver como lidam com a radiação.

“Gostaríamos de fazer esta experiência”, disse Jean-Paul Concordet, assistente do Dr. de Cien no museu. “Mas o que podemos fazer com os tardígrados ainda é bastante primitivo.”

Os dois novos estudos revelam outro truque para os tardígrados: eles reparam rapidamente o DNA quebrado.

Depois que os tardígrados são expostos à radiação, suas células usam centenas de genes para produzir um novo conjunto de proteínas. Muitos destes genes são familiares aos biólogos, porque outras espécies – incluindo a nossa – utilizam-nos para reparar ADN danificado.

Nossas células estão constantemente reparando genes. As cadeias de ADN numa célula humana típica quebram-se cerca de 40 vezes por dia e, de cada vez, as nossas células têm de as reparar.

Os tardígrados produzem essas proteínas de reparo padrão em quantidades surpreendentes. “Achei isso ridículo”, lembrou a Dra. Clark Hachtel quando mediu seus níveis pela primeira vez.

De Cian e seus colegas também descobriram que a radiação faz com que os tardígrados produzam uma série de proteínas não encontradas em outros animais. Por enquanto, suas funções permanecem um mistério.

Os cientistas escolheram uma proteína particularmente abundante para estudar, chamada TRD1. Quando introduzido em células humanas, parecia ajudar as células a resistir a danos no seu ADN. Dr. Concordet especulou que o TRD1 poderia agarrar-se aos cromossomos e mantê-los em sua forma correta, mesmo quando seus fios começassem a se desgastar.

O estudo de proteínas como o TRD1 não só revelará o poder dos tardígrados, mas também poderá levar a novas ideias sobre como tratar distúrbios médicos, disse o Dr. Concordet. Os danos no DNA desempenham um papel em muitos tipos de câncer, por exemplo. “Podemos nos beneficiar de quaisquer truques que eles usem”, disse Concordet.

Concordet ainda acha estranho que os tardígrados sejam tão bons em sobreviver à radiação. Afinal, eles não precisam sobreviver em usinas nucleares ou em cavernas revestidas de urânio.

“Este é um dos grandes mistérios: por que estes organismos são resistentes à radiação?” Ele disse.

Dr. Concordet disse que o superpoder deste tardígrado poderia ser apenas uma coincidência incomum. A desidratação também pode quebrar o DNA, então os tardígrados podem usar sua armadura e reparar proteínas para combater a desidratação.

Embora um parque parisiense possa parecer um lugar fácil para se viver, o Dr. Concordet disse que pode representar muitos desafios para os tardígrados. Até mesmo o desaparecimento do orvalho todas as manhãs poderia ser um desastre.

“Não sabemos como é a vida lá fora, no musgo”, disse ele.