Os pesquisadores acreditam que possuem a chave para explicar por que os tardígrados podem sobreviver a quase tudo

Inscreva-se no boletim científico da Wonder Theory da CNN. Explore o universo com notícias de descobertas fascinantes, avanços científicos e muito mais.

CNN
–

Os tardígrados, também conhecidos como ursos d'água, normalmente vivem em alguns dos ambientes mais desafiadores da Terra. Esses animais microscópicos são tão incomuns que viajaram até a Estação Espacial Internacional para pesquisas.

Quando as coisas ficam difíceis, as criaturas surpreendentemente poderosas são capazes de entrar em uma forma de animação suspensa, chamada de “estado tun”. Por décadas. Agora, os pesquisadores dizem ter descoberto o misterioso mecanismo que ativa o modo de sobrevivência nos animais — e o trabalho pode ter implicações para os humanos — De acordo com um novo estudo.

Sob estresse, frio extremo ou outras condições ambientais extremas, os corpos dos tardígrados produzem radicais livres de oxigênio instáveis ​​e um elétron desemparelhado, também conhecidos como espécies reativas de oxigênio, que podem danificar as proteínas e o DNA do corpo se acumularem em excesso. (Sim, este estresse oxidativo é o mesmo evento fisiológico que os humanos experimentam Quando estressado E por que os especialistas em saúde sugerem comer muitos mirtilos e outros alimentos antioxidantes quando você teve uma semana difícil no trabalho?

Os pesquisadores descobriram que o mecanismo de sobrevivência começa quando a cisteína, um dos aminoácidos que compõem as proteínas do corpo, entra em contato com esses radicais livres de oxigênio e é oxidada. Este processo é o sinal que permite ao tardígrado saber que é hora de entrar no modo de proteção. Os radicais livres tornam-se, por assim dizer, o martelo usado para quebrar o vidro de um alarme de incêndio.

Os resultados foram publicados em 17 de janeiro na revista Um mais.

Esta descoberta poderá eventualmente ajudar a desenvolver materiais que possam responder a condições extremas, como o espaço profundo ou tratamentos que possam desarmar células cancerígenas, disse Amanda Smithers, principal autora do estudo e investigadora de pós-doutoramento no Dana-Farber Cancer Institute e na Harvard Medical School. Escola em Boston.

em Habitats implacáveis Tão diversos como a Antártica, os picos das montanhas e as fontes de águas profundas, os tardígrados encontram Temperatura extrema Ou a seca irá retrair os seus oito braços e reduzir a quantidade de água que armazenam.

Os tardígrados encolhem para um quarto do seu tamanho normal. Os invertebrados lineares e um tanto robustos transformam-se em bolas protetoras e secas no estado toon, onde se escondem em ambientes que matariam a maioria das outras formas de vida.

Smithers e pesquisadores da Universidade da Carolina do Norte em Chapel Hill e da Universidade Marshall em Huntington, West Virginia, disseram que começaram a investigar esse fenômeno graças a um crescente corpo de literatura sugerindo que a cisteína estava envolvida no desencadeamento do processo convulsivo.

“Quando estávamos olhando para a lista de todas essas condições malucas em que os tardígrados podem sobreviver – espaço, no vácuo, alta concentração de sal como quando o oceano começa a evaporar – a única coisa que realmente conectou todas essas coisas foram as espécies reativas de oxigênio, ” ele disse. Smithers. “Na verdade, foi um momento eureca.”

Ao longo da última década, os investigadores começaram a perceber que as espécies reativas de oxigénio, radicais livres que já foram considerados um grande “problema”, disse Smithers, podem ser “realmente importantes para o nosso corpo funcionar e ser capaz de se adaptar a diferentes stresses”.

Estudos anteriores afirmavam que, em vez de os radicais livres ajudarem a iniciar o processo de ajustamento como protecção contra os factores de stress, os tardígrados protegiam-se dos radicais livres. Smithers e seus colegas descobriram que a produção de radicais livres pelo corpo faz parte do processo de ajudar o tardígrado a se proteger, enrolando-se em uma bola dura resistente ao calor extremo, ao frio ou a outros fatores ambientais.

“Tivemos a ideia de que talvez estas espécies estejam a sinalizar aos tardígrados para entrarem no seu estado de controlo”, disse ela.

Antes de estabelecer o processo mais longo utilizado no estudo, Smithers convidou uma estudante de graduação para ajudá-la a realizar um experimento rápido e testar sua hipótese inicial sobre espécies reativas de oxigênio e seu papel no início da formação de tonéis.

Smithers pediu ao aluno que fosse a uma farmácia e comprasse um pouco de peróxido, um radical livre comum. Enquanto Smithers assistia ao experimento via FaceTime, o aluno jogou um pouco de água oxigenada em um urso d'água para ver o que aconteceria.

“De repente, ele começou a pressionar. Suas pernas começaram a entrar em seu corpo. Começou a se contrair. Tornou-se o arremesso perfeito que sabemos que esperamos”, disse Smithers.

A pesquisa não é feita apenas para descobrir como os animais sobrevivem nos ambientes hostis em que frequentemente vivem. Smithers disse que as descobertas podem ajudar os pesquisadores a desenvolver materiais que possam responder a condições extremas – como equipamentos de engenharia para bombeiros que podem criar uma barreira protetora. Quando as condições se tornam demasiado duras – ou o desenvolvimento de melhores tratamentos de quimioterapia para destruir tumores malignos, desactivando medidas de protecção que tornam muito difícil matar células cancerígenas.

Essa descoberta entusiasma o Dr. William R. Miller, professor assistente de pesquisa da Baker University em Baldwin City, Kansas. Miller, que estudou e escreveu sobre tardígrados, não esteve envolvido nesta pesquisa.

“Seria ótimo encontrar outras maneiras pelas quais esses mecanismos pudessem ser usados ​​para controlar o câncer”, disse Miller.

Miller disse que ficou impressionado com a capacidade de Smithers de imaginar maneiras pelas quais a pesquisa sobre tardígrados poderia ser implementada na pesquisa do câncer e em outros campos. Ele disse que é preciso “outro nível de razão e pensamento para encontrar a transferência de uma tecnologia ou de um conjunto de coisas para uma tecnologia que está muito distante. Precisamos de mais disso”.

Jenna Schnewer Ele é escritor, editor e produtor de áudio freelance em Anchorage, Alasca, que se concentra (principalmente) em ciência, arte e viagens.