O DNA em nossas células está constantemente sujeito a danos causados pela luz solar, substâncias químicas, radiação e até mesmo pelos processos normais que mantêm o corpo funcionando. A maior parte desses danos é corrigida rapidamente. Quando essas reparações falham, os erros resultantes podem contribuir para o envelhecimento, câncer e várias outras doenças.

Durante anos, pesquisadores lutaram para observar diretamente esses eventos de reparação enquanto ocorriam. Muitas abordagens tradicionais exigiam a morte e preservação das células em diferentes momentos, produzindo apenas instantâneas isoladas em vez de uma visão contínua.

Um Novo Sensor de Dano ao DNA para Células Vivas

Cientistas da Universidade de Utrecht apresentaram agora um sensor que altera essa situação. Sua ferramenta permite que os pesquisadores observem o dano aparecer e desaparecer dentro de células vivas e também em organismos vivos. Segundo o estudo publicado na Nature Communications, essa capacidade abre caminho para experimentos que antes estavam fora de alcance.

O pesquisador principal Tuncay Baubec descreve a abordagem como um método para visualizar o interior de uma célula “sem perturbar a célula”. Ele observa que ferramentas comuns, como anticorpos e nanocorpos, muitas vezes se ligam com muita força ao DNA, o que pode interferir nos próprios sistemas de reparação da célula.

“Nosso sensor é diferente,” afirma. “Ele é construído a partir de partes de uma proteína natural que a célula já utiliza. Ele vai e volta do local de dano por conta própria, então o que vemos é o comportamento genuíno da célula.”

Como Funciona o Sensor Fluorescente

O sistema depende de uma etiqueta fluorescente acoplada a um pequeno domínio retirado de uma das proteínas da célula. Este domínio reconhece brevemente um marcador que aparece apenas no DNA danificado. Como a interação é suave e reversível, o sensor destaca a região afetada sem interferir no trabalho de reparação da célula.

O biólogo Richard Cardoso Da Silva, que ajudou a projetar e avaliar a ferramenta, lembra do momento em que percebeu seu potencial. “Eu estava testando alguns medicamentos e vi o sensor acendendo exatamente onde anticorpos comerciais agiam,” diz ele. “Foi nesse momento que pensei: isso vai funcionar.”

Uma Visão Contínua da Reparação do DNA

A diferença em relação aos métodos antigos é impressionante. Em vez de realizar muitos experimentos separados para captar diferentes momentos, os pesquisadores podem agora observar toda a sequência de reparação como um único filme contínuo. Eles podem rastrear quando o dano aparece, observar quão rapidamente as proteínas de reparação chegam e ver quando a célula resolve o problema. “Você obtém mais dados, maior resolução e, o mais importante, uma imagem mais realista do que realmente acontece dentro de uma célula viva,” explica Cardoso Da Silva.

A equipe de pesquisa também testou o sensor fora do laboratório. Colaboradores da Universidade de Utrecht utilizaram a ferramenta no verme C. elegans, um organismo modelo amplamente utilizado. O sensor teve um desempenho igualmente bom e revelou quebras programadas de DNA que ocorrem durante o desenvolvimento do verme. Para Baubec, essa demonstração foi fundamental. “Ela mostrou que a ferramenta não é apenas para células em laboratório. Pode ser usada também em organismos vivos reais.”

As aplicações potenciais vão além da observação da reparação. O domínio da proteína do sensor pode ser conectado a outros componentes moleculares, permitindo que os cientistas mapeiem as localizações de danos ao DNA em todo o genoma ou determinem quais proteínas se acumulam ao redor de uma região danificada. Os pesquisadores também podem reposicionar o DNA danificado dentro do núcleo para testar como sua localização influencia a reparação. “Dependendo da sua criatividade e da sua pergunta, você pode usar essa ferramenta de muitas maneiras,” diz Cardoso Da Silva.

Melhores Ferramentas para Pesquisa Médica e de Medicamentos

Embora o sensor não seja um tratamento, ele pode melhorar significativamente a pesquisa médica. Muitas terapias contra o câncer funcionam causando dano deliberado ao DNA das células tumorais, e o desenvolvimento inicial de medicamentos geralmente exige medições precisas de quanto dano um composto pode causar.

“Atualmente, pesquisadores clínicos frequentemente usam anticorpos para avaliar isso,” diz Baubec. “Nossa ferramenta poderia tornar esses testes mais baratos, rápidos e precisos.” A equipe também vê usos potenciais em ambientes clínicos, como o estudo do envelhecimento natural ou a detecção de exposição à radiação ou outros fatores mutagênicos.

A inovação já está atraindo interesse. Vários laboratórios contataram a equipe antes da publicação, ansiosos para usar o sensor em seus próprios estudos de reparação. Para atender a essa demanda, os pesquisadores disponibilizaram a ferramenta sem restrições. Baubec observa: “Tudo está online. Cientistas podem usá-la imediatamente.”