Em 2014, Juan José Marizcurrena foi ao Continente Gelado, procurando bactérias resistentes ao Sol.
Quase 6 mil quilômetros de terra e mar separam Montevidéu, a capital do Uruguai, da Antártica. E para o cientista, então pesquisador da Universidad de la República (Udelar), essa era uma viagem que ainda viria a se repetir nos verões seguintes.
Sob supervisão da professora e bioquímica Susana Castro-Sowinski, Marizcurrena estava investigando um tipo muito particular de vida presente nos lagos e glaciares do Polo Sul, que havia se adaptado às condições extremas do local. Eram bactérias capazes de reparar o próprio DNA danificado pela exposição aos raios ultravioleta, um tipo de radiação que atinge a região mais do que qualquer outro lugar no mundo.
“A Antártica é, na verdade, um lugar muito bom para isolar bactérias resistentes à radiação UV. Lá você tem quase 20 horas de sol no verão, além do efeito da redução da camada de ozônio, então a radiação que atinge a superfície é altíssima”, conta o pesquisador, em entrevista à Super.
No final, a equipe de cientistas liderada por Castro-Sowinski identificou 12 linhagens diferentes capazes de produzir um tipo de enzima fotoativa chamada fotoliase. Essas substâncias atuam dentro do núcleo das células, no DNA, reparando os danos causados pela exposição à radiação solar. Elas estão presentes em todos os seres vivos, com exceção de mamíferos placentários. O que nos inclui, humanos.
“Começamos a investigar e descobrimos as enzimas que estavam tornando essas bactérias muito resistentes e conectamos isso à ideia de usar essa proteção para a saúde humana”, complementa. Mais especificamente, os pesquisadores descobriram três fotoliases inéditas presentes em duas linhagens: a Sphingomonas sp. UV9 e a Hymenobacter sp. UV11. O que eles queriam, agora, era usar essas proteínas em humanos para reverter o envelhecimento causado pela exposição ao Sol.
Foi a partir dessa pesquisa que, em 2023, Marizcurrena e suas colegas de faculdade Célica Cagide e Betania Martínez fundaram a startup de biotecnologia DNAzyme – ou, como é chamada atualmente, Antarka.
Em fevereiro deste ano, a startup uruguaia recebeu um investimento de 3,5 milhões de dólares da Natura, um conglomerado brasileiro de cosméticos e perfumes, para levar à frente o desenvolvimento e a produção dessa tecnologia. Em troca, a brasileira garante o uso exclusivo das três fotoliases em seus produtos.
Hoje, as enzimas antárticas não estão tão longe de chegar às prateleiras de cosméticos. Estudos já vêm mostrando que essas três fotoliases são capazes de reparar danos no DNA de células humanas em laboratório, e, de acordo com o pesquisador, a aplicação na pele também tem se mostrado segura e eficaz em ensaios clínicos com humanos.
“Depois de 56 dias, nós observamos uma melhoria significativa na firmeza e na elasticidade da pele, o que está diretamente ligado a moléculas como colágeno e elastina”, afirma Juan José Marizcurrena.
Pode parecer improvável que as enzimas de bactérias funcionem nas células de seres humanos, mas, de certa forma, a infraestrutura para isso já estava praticamente montada. Por muito tempo, mamíferos placentários produziam as fotoliases e conseguiam reparar o dano celular da mesma maneira que o restante dos seres hoje. Mas, com o andar da evolução, isso se perdeu, e não se sabe exatamente o porquê.
“É muito interessante que possamos encontrar novamente essas enzimas a partir de uma fonte muito rica desses extremófilos [organismo capaz de viver em ambientes de condições extremas] e devolver à humanidade aquilo que perdemos em algum momento da evolução”, comenta o cientista.
Alguns especialistas acreditam que a perda desse mecanismo foi o resultado da adaptação à vida noturna, o que teria começado há cerca de 225 milhões de anos, quando dinossauros e outros grandes répteis dominavam a Terra durante o dia. Até a extinção desses animais, por um período de 160 milhões de anos, nossos ancestrais mamíferos foram obrigados a se adaptar à vida noturna, o que pode ter resultado na perda evolutiva desse mecanismo de proteção solar.
No nosso corpo, hoje, as fotoliases foram substituídas por outro mecanismo, muito menos eficiente. Em resumo, em vez de desfazer diretamente o dano causado no DNA, o corpo recorta todo o pedaço lesionado e reconstrói o que ficou faltando. Isso funciona, mas não é sempre feito de maneira perfeita, e pode deixar rastros.
“Normalmente, esses danos dos raios UV geram formas anormais no DNA que precisam ser removidas, caso contrário, levam a mutações, envelhecimento precoce, rugas, manchas e, em casos graves, câncer de pele”, explica Marizcurrena.
Com o passar dos anos, as marcas dessas lesões vão se acumulando até o momento em que as células param de funcionar tão bem quanto deveriam. O nome disso é senescência, ou, como costumamos chamar, envelhecimento. Isso acontece naturalmente por conta de vários fatores, mas a radiação UV é responsável por cerca de 90% das mudanças visíveis da pele.
Por outro lado, como Juan explica, as fotoliases das bactérias atuam como ”nanomáquinas”, que vasculham o DNA, identificam as anomalias e fazem o reparo.
Produtos que já existem e usam outros tipos de fotoliase (como as extraídas de microalgas) tiram vantagem desses mecanismos há algumas décadas. É o caso de certas marcas de protetor solar e cremes tópicos, ou mesmo produtos pensados para o tratamento do câncer de pele. Entre esses produtos, alguns também já apresentam essa ação rejuvenescedora, com efeitos significativos.
O diferencial, agora, está tanto na possível eficiência maior das fotoliases antárticas quanto também no potencial de produção. Isto é, em vez de extrair as enzimas diretamente de extratos de plâncton, como muitos produtos já fazem, agora, os cientistas podem programar outras bactérias para produzir essas enzimas, sem os mesmos riscos de contaminação que o plâncton traz.
“O que fazemos quando vamos à Antártica é coletar, por exemplo, gelo, poeira, alguma pedra, solo, o que quer que queiramos coletar”, diz Marizcurrena. É nessas amostras que vivem as tais bactérias resistentes a UV. Uma vez coletadas, elas são replicadas e levadas para o armazenamento em laboratório. Lá, são testadas contra a radiação UV, e as que melhor resistem são usadas para “ensinar” outras bactérias a fazerem as mesmas fotoliases, em um ambiente controlado.
“Nós aprendemos com essas bactérias da Antártica, que guardamos em um freezer, mas não as cultivamos em larga escala. Nós ‘programamos’ o software dessa bactéria em outro ‘hardware’ [outra bactéria adequada para biofabricação] que pode produzir a enzima em alto rendimento para colocarmos em um produto”, completa o pesquisador.
Para Manuel Rios Krauss, diretor de Inovação e Pesquisa & Desenvolvimento da Natura, organismos de ambientes extremos como as bactérias da Antártica podem dar pistas de como “expandir os limites da vida, e mostrar o quão adaptável ela realmente é”.
“Isso provavelmente é a fonte de muitas inovações atuais na área de cosméticos: compreender um mecanismo que funciona em outro organismo, em condições diferentes, mas que pode fortalecer alguns dos nossos mecanismos fundamentais como seres humanos”, ele diz.
Fonte: abril
