Células vivas que captam luz do Sol podem fazer você viver mais

As células do pequeno animal foram transformadas em autênticas células solares, energizando as mitocôndrias.
[Imagem: Brandon J. Berry et al. - 10.1038/s43587-022-00340-7]

Células com célula solar

Cientistas alteraram geneticamente as mitocôndrias de um pequeno ser vivo, dando-lhes a capacidade de captar a energia da luz solar.

O resultado é que as mitocôndrias geneticamente modificadas convertem energia da luz em energia química, que é então disponibilizada para as células, aumentando significativamente a vida do pequeno animal, o C. elegans, o modelo mais usado para estudos sobre o envelhecimento.

"Sabemos que a disfunção mitocondrial é consequência do envelhecimento," explicou o professor Andrew Wojtovich, da Universidade de Rochester (EUA). "Este experimento demonstrou que simplesmente aumentar o metabolismo usando mitocôndrias alimentadas por luz deu aos vermes de laboratório vidas mais longas e saudáveis."

Mitocôndria solar

As mitocôndrias são organelas encontradas na maioria das células vivas. Muitas vezes chamadas de "usinas de energia celular", as mitocôndrias usam glicose para produzir trifosfato de adenosina (ATP), o composto que fornece energia para funções-chave na célula, como a contração muscular, e os impulsos elétricos que ajudam as células nervosas a se comunicarem umas com as outras.

A produção de ATP é o resultado de uma série de reações possibilitadas pela troca de prótons através de uma membrana que separa diferentes compartimentos na mitocôndria, formando um processo denominado potencial de membrana. Esse potencial de membrana diminui com a idade do organismo, potencialmente desempenhando um papel em várias doenças relacionadas à idade, como distúrbios neurodegenerativos.

A equipe então teve a ideia de transformar as mitocôndrias em uma espécie de "célula solar biológica", usando a energia solar para fornecer um adicional de energia às células. Para isso, uma técnica conhecida como optogenética foi usada para inserir na mitocôndria uma "célula solar" natural presente em um fungo.

Energia da luz para aumentar longevidade

Os experimentos confirmaram que funciona: Quando expostas à luz, as bombas de prótons geneticamente engenheiradas moveram íons através da membrana, usando a energia da luz para "carregar" as mitocôndrias. Esse processo, que os pesquisadores apelidaram de mtON (mitocôndria-ligada), aumentou o potencial de membrana e a produção de ATP e resultou em um aumento de 30 a 40% no tempo de vida das lombrigas.

Embora não haja previsão do uso da optogenética em humanos, este experimento mostra que é possível melhorar o suprimento de energia das células e, com isso, aumentar a longevidade dos seres vivos.

"Precisamos entender mais sobre como as mitocôndrias realmente se comportam em um animal. Primeiro em vermes, como o estudo atual, mas depois em células humanas em cultura e em roedores. Dessa forma, pesquisas futuras serão bem informadas para atingir os atores mais prováveis em doenças humanas e envelhecimento," disse o pesquisador Brandon Berry, responsável pelos experimentos.