Por Bruno Costa da Silva – Champalimaud Centre for the Unknown/Lisboa – Portugal
Ao longo dos 14 anos passados desde a conclusão do projeto genoma humano, conhecido como o “código da vida”, muito se aprendeu sobre o livro de receitas que dita como células constroem e montam suas peças elementares, essenciais para a estrutura e funcionalidade de organismos. Por exemplo, aprendeu-se que seres humanos apresentam uma diferença em seu código genético de aproximadamente 0,1% entre si e de 4-5% quando comparados com chimpanzés, o que é muito menos do que se esperava no inicio deste projeto.
Inegáveis frutos ainda são colhidos de forma pujante em pesquisas que vão das áreas de biologia do câncer e de doenças degenerativas a pesquisas sobre padrões migratórios de populações humanas, passando pelo estudo da história das origens da espécie humana. Entretanto, apesar de conter a informação básica para a vida, a conclusão do projeto genoma humano não responde sozinha a todas as perguntas sobre o funcionamento das células, visto que o código genético pode ser lido de diversas formas diferentes dependendo da célula que o contém. Uma vez lido e convertido em moléculas de RNA, este código pode ser editado até ser finalmente traduzido nas proteínas que compõe as células. Tais processos, que vão além da sequência de moléculas de DNA, influenciam de maneira importante o produto final a ser feito pelas células, e consequentemente como estas células funcionam.
Visto que tais leituras diferenciais e edições não são novidades no campo da biologia, a pergunta que pode estar surgindo neste momento para quem nos lê é: por que não se decifrou o livro da célula buscando-se entender o que as células produzem em vez de apenas se limitar a decifrar o “livro de receitas”? O problema começa no fato de que diferentemente do DNA, que é compartilhado por todas as células de um mesmo organismo, os produtos celulares diferem, mesmo que ligeiramente, em cada uma das mais de 37 trilhões de células do nosso corpo. Ou seja, o mapeamento do conteúdo de todas as células do corpo é tido pela maioria dos cientistas como um trabalho monstruosamente grande se não impraticável não apenas tecnicamente, mas também economicamente.
Entretanto, cientistas de um consorcio internacional bilionário envolvendo renomadas instituições de pesquisa dos Estados Unidos, Reino Unido, Suécia, Israel, Holanda e Japão, benfeitorias como a iniciativa Chan Zuckerberg, do dono do Facebook Mark Zuckerberg, e empresas tecnológicas como Open Stack, Google e Amazon, discordam de que tal empreitada seja inviável. Nesta iniciativa sem precedentes, cientistas descobriram que a aplicação de tecnologias de ponta para a análise de células individuais combinadas com tecnologias de armazenamento e compartilhamento de dados via serviços de “nuvem” permitem que um único cientista seja capaz de caracterizar e catalogar mais de 10.000 células em um único dia, algo sem precedentes.
Tudo isso é possível com a combinação de 3 tecnologias. A primeira, conhecida como “microfluídica celular”, envolve a separação seguida pela quebra de células individuais, permitindo o estudo de células individualmente. A segunda tecnologia, conhecida como Drop-seq, ou sequenciamento de células em gotas, envolve a decodificação super-rápida dos genes ativos de cada célula, em um processo extremamente eficiente em que o estudo de cada célula custa apenas poucos centavos de dólar. A última, denominada de mapeamento espacial de expressão gênica em células únicas de alta eficiência, envolve a marcação e identificação dos componentes de cada célula, tendo como base a sua atividade genética e levando em conta a localização de cada célula dentro de cada órgão que compõe o nosso corpo.
Esta iniciativa promete fornecer, em um espaço de tempo relativamente pequeno, um atlas de todas as células do corpo humano. Isso poderá revolucionar o nosso entendimento não apenas sobre a estrutura e diversidade das peças elementares que constroem o nosso organismo, mas também sobre como algumas doenças se iniciam, progridem e afetam este equilíbrio.
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Cientistas descobriram que... "CDQ" 