Nesta segunda-feira, o Nobel de Medicina foi para dois especialistas em genética, a área da ciência que mais avançou nos últimos vinte anos. Foi dado mais um passo para desvendar o mistério de como funciona o software chamado DNA, presente em cada uma das células de todos os organismos.
O herói por trás da descoberta foi o verme C. elegans, que tem um milímetro de comprimento. É pequeno, mas já foi alvo de 4 Prêmios Nobel.
Os geneticistas americanos Victor Ambros, da Universidade de Massachusetts, e Gary Ruvkun, de Harvard, receberam o Nobel 2024 de Medicina por terem sido os primeiros a descobrir a existência do MicroRNA, uma molécula que atua como mecanismo regulador. O que significa isso? Regula o quê?
O desenvolvimento do embrião tem um mecanismo regulador de tempo comandado pelo DNA, um interruptor liga/desliga dentro das células; é o que faz uma célula embrionária entender que chegou a sua hora de virar fígado, músculo, osso ou neurônio. Sabemos pouco sobre isso, mas já saímos do zero.
Genes reguladores já haviam sido descobertos, mas não se sabia da existência de cópias de pedacinhos do DNA, o MicroRNA, que atua como regulador. Falhas em mecanismos reguladores podem produzir sabe o quê? Crescimento descontrolado de células, uma forma de câncer.
O que é o MicroRNA? Para entender, vamos de cima para baixo.
O DNA é uma molécula imensa. Nos humanos, desenrolada, a molécula tem 2 metros. É uma sequência de 3 bilhões de tijolos, que são feitos de quatro moléculas chamadas Adenina, Guanina, Citosina e Timina. O RNA é parecido, só que feito de centenas a milhares de tijolos. Os três tipos conhecidos são
– o RNA mensageiro, que carrega a fórmula da proteína;
– o transportador que leva os tijolos até o ribossomo que é a fábrica de proteínas;
– o último faz parte do ribossomo, onde ocorre a produção de proteínas a partir dos tijolos.
Pesquisa com o RNA mensageiro foi o que permitiu a construção de vacinas contra a Covid-19, que renderam o prêmio Nobel de Medicina do ano passado, 2023.
O MicroRNA descoberto pelos cientistas americanos é parecido com o DNA e RNA, só que feito de dezenas de tijolos.
Vamos lá para a quantidade de tijolos: DNA, bilhões, RNA, milhares, microRNA dezenas de tijolos. Um único microRNA pode regular a expressão de vários genes e, inversamente, um único gene pode ser regulado por vários microRNAs. A complexidade é imensa. Como isso foi descoberto?
Os americanos usaram como cobaia o verme Caenorhabditis elegans, o preferido pelos geneticistas, sabe por quê? Ele tem menos de um milímetro de comprimento; em quatro dias fica adulto e produz centenas de descendentes; as culturas podem ser congeladas e depois descongeladas e revividas quando necessário; mas o mais importante é que o bicho é transparente, dá para ver células e processos biológicos acontecendo olhando no microscópio. Por conta disso, foi o primeiro bicho multicelular a ter seu genoma sequenciado.
O primeiro a usar este verme em pesquisas foi Sydney Brenner nos anos 70, um biólogo genial que, na Universidade de Cambridge, chegou a trabalhar com Francis Crick o descobridor da dupla hélice do DNA. Brenner se tornou o maior conhecedor de organismos minúsculos antes de decidir usar o C. elegans nas pesquisas.
Usar para quê? Olha o que ele resolveu fazer. Resolveu observar o nascimento de cada uma das mil células do bicho, das quais trezentas delas são neurônios. Um trabalho dos mais exaustivos.
Na época, seu auxiliar era um jovem e brilhante biólogo de Harvard, Robert Horvitz, que topou entrar nessa pesquisa. Segundo ele, o trabalho induzia alucinações: – “Era como ficar observando uma tigela com centenas de uvas” por horas seguidas para mapear como cada uma mudava de posição no tempo e no espaço.
No fim, o trabalho permitiu fazer afirmações como esta: “em doze horas esta célula se dividirá uma vez, em 48 horas ela se tornará um neurônio, sessenta horas depois ela se deslocará para tal parte do sistema nervoso do verme e lá permanecerá pelo resto da vida.” Tirei isso deste livro “O Gene” de Siddhartha Mukherjee, p. 230, um indo-americano, médico, biólogo, especialista em câncer, além de premiado divulgador de ciências.
Brenner e seus dois parceiros, Horvitz e John Sulston, ganharam o Nobel de 2002 não só pelo mapeamento das células do verme, mas em grande parte pela descoberta do suicídio celular. Ao ficar adulto, o verme perde 131 células por apoptose, ficando com 959. Nós temos isso também. Nossas mãos são produzidas com pele entre os dedos, que somem depois. Sabe o que Brenner dizia? Ele dizia que o verme era o presente da natureza para a ciência – o verme merecia um Nobel.
Na verdade, o trabalho com o verme foi responsável por vários Prêmios Nobel. O primeiro veio para Brenner, Horvitz e Sulston em 2002. O segundo foi em 2006 para Andrew Fire e Craig Mello. O terceiro, em 2008, Nobel de Química ao grupo do cientista Martin Chalfie, que clonou e transferiu o gene de uma proteína fluorescente para a C. elegans, o que permitiu ver dentro da célula. E agora, em 2024, o verme ganhou seu quarto Nobel.
Embora a descoberta original tenha ocorrido em 1993, nenhum cientista deu importância por acreditar que o microRNA só existia no verme. A coisa mudou sete anos depois, em 2000, quando o Ruvkun descobriu que o gene responsável pelo microRNA também estava presente não só no genoma humano, como também, em moluscos, peixes e em todos os bichos de todos os reinos animais. Ou seja, ele descobriu que o mecanismo existe há centenas de milhões de anos.
Hoje, sabemos que há mais de mil diferentes microRNAs em humanos e que a regulação genética por microRNA é universal em todos os seres multicelulares. Uma descoberta fantástica!
Pra terminar, vou ressaltar os fatores fundamentais para a pesquisa chegar onde chegou.
– Primeiro, o pioneiro Brenner não tinha a menor ideia do resultado que teria com o enfadonho trabalho de observar o verme crescer, célula por célula. Não poderia convencer ninguém a investir dinheiro privado em sua pesquisa.
– Segundo, este Nobel de 2024 só aconteceu porque cientistas de 2 universidades diferentes decidiram compartilhar suas descobertas, ao invés de competir.
– Terceiro, Victor Ambros falou da importância do financiamento público da pesquisa. Ele e seu parceiro receberam mais de US$ 62 milhões do National Institutes of Health, o Ministério da Saúde dos EUA.
Conclusão, a ciência muitas vezes avança por caminhos de uma viagem na maionese. Caminhos baseados na intuição, muito esforço e resultado incerto. Caminhos baseados na cooperação e não na competição. Além disso, a pesquisa precisa ser financiada por dinheiro público que não exige resultados de curto prazo. Se a ciência dependesse da iniciativa privada, ainda estaríamos na idade da pedra.