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Um tipo de bactéria chamada Deinococcus radiodurans, apelidada de “Conan, o Bactéria” devido à sua capacidade de sobreviver em condições extremas, pode suportar doses de radiação 28.000 vezes superiores àquelas que poderiam matar um ser humano. O segredo de seu sucesso está enraizado em um antioxidante.
Recentemente, cientistas descobriram como esse antioxidante funciona, revelando a possibilidade de que ele possa ser utilizado para proteger a saúde humana, tanto na Terra quanto por aqueles que exploram o espaço no futuro.
O antioxidante é formado por um grupo simples de pequenos compostos chamados metabolitos, incluindo manganês, fosfato e um pequeno peptídeo, ou molécula, de aminoácidos.
Juntas, essas três substâncias são mais eficazes em proteger contra a radiação do que o manganês combinado apenas com um dos outros componentes, de acordo com um novo estudo publicado na Proceedings of the National Academy of Sciences, na segunda-feira.
As descobertas podem ser utilizadas para proteger astronautas de altas doses de radiação cósmica em futuras missões profundas no espaço, segundo os autores do estudo.
“Sabemos há muito tempo que íons de manganês e fosfato juntos formam um forte antioxidante, mas descobrir e compreender a ‘magia’ proporcionada pela adição do terceiro componente é uma grande inovação. Este estudo ofereceu a chave para entender porque essa combinação é um radioprotetor tão poderoso e promissor”, afirmou o coautor do estudo, Brian Hoffman, professor de Química e professor de biociências moleculares no Weinberg College of Arts and Sciences da Northwestern University, em um comunicado.
Descobrindo o segredo de um antioxidante
Pesquisas anteriores mostraram que Deinococcus, reconhecida como a forma de vida mais resistente à radiação no Guinness World Records, pode sobreviver fora da Estação Espacial Internacional por três anos. Essa bactéria robusta também consegue resistir a ácidos, ao frio e à desidratação.
Hoffman e Michaely Daly, professor de patologia da Uniformed Services University of the Health Sciences, também demonstraram a incrível sobrevivência da bactéria. O relatório de outubro de 2022, coautorado pela dupla com uma equipe de pesquisadores, revelou que se Deinococcus existisse em Marte, os micróbios congelados poderiam ter sobrevivido por milhões de anos.
Para o estudo anterior, a equipe mediu a quantidade de antioxidantes de manganês nas células da bactéria. Os pesquisadores descobriram que a quantidade de radiação que um microrganismo poderia sobreviver estava diretamente relacionada à quantidade de antioxidantes de manganês. Portanto, quanto mais antioxidantes de manganês presentes, maior a resistência à radiação.
Quando secas e congeladas, Deinococcus radiodurans pode suportar 140.000 grays (unidade de radiação X e gama), o que é 28.000 vezes maior do que a quantidade de radiação que poderia matar uma pessoa.
Para a pesquisa mais recente, Hoffman, Daly e seus colegas utilizaram MDP, ou antioxidante derivado de melatonina, um antioxidante sintético inspirado em Deinococcus radiodurans, que Daly projetou. Esse antioxidante foi utilizado em vacinas polivalentes inativadas por radiação, que se baseiam na radiação para exterminar patógenos como a clamídia. Daly, que estuda Deinococcus radiodurans há anos, também faz parte do Comitê de Proteção Planetária das Academias Nacionais.
A equipe do estudo analisou como os componentes ativos do MDP, incluindo manganês, fosfato e um peptídeo chamado DP1, protegem células e proteínas contra a exposição à radiação. Quando o peptídeo e o fosfato se ligam ao manganês, eles criam um complexo ternário, ou triplo, que é altamente eficaz na proteção contra a radiação. Juntos, os metabolitos no MDP criam um “sabor secreto”, como disse Hoffman.
A Dra. Tetyana Milojevic, chefe de exobiologia da Universidade de Orléans na França, disse que o estudo fornece novas informações sobre como escudos radioprotetores poderiam ser criados por metabolitos e potencialmente aprimorados no futuro. Tetyana não esteve envolvida no estudo.
“Essa nova compreensão do MDP pode levar ao desenvolvimento de antioxidantes à base de manganês ainda mais potentes para aplicações na saúde, indústria, defesa e exploração espacial”, disse Daly.
Daly observou que os astronautas em missões profundas no espaço estariam expostos a altos níveis de radiação, principalmente por meio de partículas energéticas que viajam pelo cosmos, conhecidas como raios cósmicos.
“O MDP, sendo um radioprotetor simples, rentável, não tóxico e altamente eficaz, poderia ser administrado oralmente para mitigar esses riscos de radiação espacial”, disse ele.
Na Terra, o antioxidante poderia ser utilizado para proteção contra acidentes que liberam radiação.
Agora, a equipe está curiosa para descobrir se esse complexo triplo responsável pelo antioxidante de Deinococcus existe em células de outros organismos e, se existir, se eles poderiam ser responsáveis pela resistência à radiação neles, revelou Hoffman.
