Combinando dezenas de ingredientes, cientistas sintetizaram células que se alimentam, crescem, se reproduzem e até competem entre si. O anúncio foi feito por uma equipe da Universidade de Minnesota, nos Estados Unidos, nesta quarta-feira (1º).

“A vida não é binária”, afirmou a bióloga Kate Adamala, que liderou a pesquisa. Por isso, ela hesita em definir as células como vivas. “Não existe uma linha clara, por mais que gostaríamos que existisse.”

Até então, os cientistas nunca haviam dominado a receita para uma célula capaz de desempenhar tantas funções, segundo o biólogo John Glass, do Instituto J. Craig Venter em La Jolla, Califórnia, que não participou do estudo. “É impressionante que ela [a célula] tenha conseguido reunir tudo isso.”

Para o biólogo Drew Endy, da Universidade Stanford, é uma célula fabricada, “mas faz o que as células fazem”.

Adamala batizou a criação de SpudCell. Em vez de patenteá-la, ela e Endy estão organizando uma comunidade científica voltada a desenvolvê-la e a adaptá-la a novos tipos de experimentos.

Eles e seus colegas fundaram uma organização de pesquisa sem fins lucrativos que, de acordo com estimativas de Endy, gastará centenas de milhões de dólares na próxima década. Espera-se que centenas de cientistas participem.

Os criadores da SpudCell publicaram um relato sobre o trabalho. A pesquisa está em análise para sair em uma revista científica.

Cientistas esperam que células sintéticas possam levar a revelações sobre a vida, entre as quais questões básicas como quantos genes são necessários para uma forma mínima de vida.

Um dia, células sintéticas também podem ser projetadas para desempenhar funções que células naturais não conseguem, como produzir novos tipos de medicamentos ou capturar dióxido de carbono da atmosfera.

Em teoria, SpudCells modificadas poderiam produzir uma vasta gama de proteínas que células naturais não podem ser induzidas a fabricar, ou até mesmo substâncias químicas tóxicas como combustível de foguete.

Nos últimos anos, Adamala dedicou-se à divisão celular. Uma célula natural se divide com a ajuda de proteínas que se encaixam formando um anel ancorado à parede interna dela. O anel se aperta, estrangulando a célula em duas.

Outras proteínas agem como guinchos, movendo o DNA e outras moléculas para dentro das células em formação, de modo que tenham os ingredientes necessários para continuar vivendo.

No início, Adamala tentou construir uma versão mais simples do sistema natural. Mas depois decidiu não imitar as células reais.

Biofísicos já haviam descoberto que, se fixassem proteínas em uma membrana, gerariam uma pressão que faria a membrana se curvar. Adamala e sua equipe desenvolveram bolhas capazes de capturar proteínas flutuando ao redor delas. Quando uma bolha coletava proteínas suficientes, sua superfície começava a se curvar para dentro até se dividir em duas.

Embora a ideia fosse simples, fazer com que funcionasse no laboratório exigiu um ano de experimentos.

“Mas, uma vez que funciona, funciona”, afirmou Adamala.

O sucesso nessa etapa levou a equipe a tentar construir uma célula sintética em sua totalidade.

O primeiro passo foi criar um caldo com as moléculas necessárias para o funcionamento de uma célula. A receita acabou incluindo em torno de cem tipos de proteínas e moléculas simples necessárias para reações químicas cruciais, como a produção de novas proteínas a partir de genes.

Os pesquisadores também forneceram à célula sintética alguns genes emprestados de um vírus e do micróbio Escherichia coli. Foram selecionados 36 genes para funções básicas, como copiar DNA.

Depois de misturar esses ingredientes, os cientistas adicionaram os blocos de construção das membranas. Eles se uniram espontaneamente em bolhas, cada uma englobando parte da sopa.

Muitas dessas bolhas acabaram envolvendo a combinação certa de genes, proteínas e outras moléculas. Elas começaram, então, a realizar as reações químicas observadas em células reais.

Enquanto as novas células flutuavam em frascos, Adamala e seus colegas adicionaram alimento. As células absorveram pequenas moléculas por meio de canais em suas superfícies.

Os cientistas também colocaram pequenas bolhas carregadas com proteínas e outras moléculas grandes demais para passar pelos canais. Ao colidir e se fundir com uma dessas bolhas, a célula conseguia se alimentar das guloseimas em seu interior.

As células se alimentavam e cresciam. Em algumas horas, já estavam grandes o suficiente para se dividir.

Os cientistas adicionaram uma proteína especial aos frascos, que se fixava na superfície das células e as forçava a se curvar para dentro. Uma vez que as células se dividiam em duas, o par de novas células continuava crescendo.

As SpudCells cresciam, alimentavam-se e reproduziam-se. Até tinham uma capacidade rudimentar de evoluir.

Adamala e seus colegas criaram uma versão mutante que se ligava com mais força às bolhas cheias de alimento flutuando ao seu redor. Para testá-la, fizeram uma mistura meio a meio de SpudCells originais e mutantes.

As células competiram pelo alimento. As mutantes superaram as originais em número, sugerindo que estavam vencendo a competição. Ou seja, os cientistas poderão colocar várias células sintéticas em competição umas com as outras e desenvolver rapidamente versões mais sofisticadas.

Apesar de todas essas evidências de vida, a SpudCell ainda tem deficiências importantes. Por exemplo, ela não consegue produzir a fábrica molecular que gera novas proteínas, os ribossomos. Além disso, por enquanto, só consegue sobreviver algumas gerações com uma dieta especial de laboratório.