Cloroplastos, as partes Acredita-se que as células que permitem a fotossíntese de plantas e algas tenham se originado há mais de 1 bilhão de anos, quando as cianobactérias fotossintéticas viviam simbioticamente dentro de outros organismos celulares primitivos.
Replicar o desenvolvimento desta capacidade fotossintética noutras células hoje – colocando cloroplastos dentro de células animais – era anteriormente considerado impossível: as células animais reconhecem os cloroplastos como corpos estranhos e digerem-nos. Mas uma equipa de investigação japonesa mudou este pensamento. Desenvolveu uma técnica para isolar cloroplastos fotossinteticamente ativos das algas primitivas Cianidiosquizona e transplantá-los para células de ovário de hamster chinês (CHO), um tipo de linhagem celular animal cultivada, e ainda manter sua funcionalidade.
“Até onde sabemos, esta é a primeira vez que o transporte fotossintético de elétrons foi confirmado em cloroplastos transplantados para células animais”, explica Professor Yukihiro Matsunaga da Universidade de Tóquio. O transporte de elétrons é um processo chave pelo qual plantas e algas geram energia química, apoiando diversas funções celulares.
A equipe de pesquisa de Matsunaga conseguiu transferir os cloroplastos promovendo a fagocitose pelas células CHO, que é o processo pelo qual as células digerem e decompõem substâncias estranhas.
A equipe de pesquisa usou então microscopia a laser de fluorescência e microscopia de super-resolução para capturar imagens transversais das células e observar como as células e os cloroplastos se comportavam. Eles descobriram que os cloroplastos que foram absorvidos pelas células CHO estavam presentes no citoplasma, o líquido que preenche o interior da célula, com alguns deles circundando o núcleo da célula. Após a absorção dos cloroplastos, as células CHO mostraram sinais de comportamento normal, por exemplo, continuando a dividir-se.
Outras observações usando um microscópio eletrônico revelaram que a estrutura da membrana tilacóide dos cloroplastos – onde estão localizadas as enzimas necessárias para a fotossíntese – foi mantida por pelo menos dois dias. Medições da atividade fotossintética utilizando imagens microscópicas e modulação de pulso também confirmaram que o transporte de elétrons para a fotossíntese foi normal durante este período. No entanto, no quarto dia após a transferência, a estrutura da membrana tilacóide entrou em colapso e a atividade fotossintética dos cloroplastos diminuiu significativamente.
Esta pesquisa aponta para novas possibilidades na engenharia de tecidos. Órgãos artificiais, carne artificial e camadas de pele feitas de múltiplas camadas de células têm crescimento limitado quando o tecido é exposto a baixos níveis de oxigênio. Se células incorporando cloroplastos pudessem ser adicionadas, seria possível fornecer oxigênio ao tecido e promover o crescimento simplesmente iluminando-o com luz.
Mas para conseguir isso, é necessária uma tecnologia que permita aos cloroplastos transplantados manter a atividade fotossintética por mais tempo dentro das células animais. Segundo a equipa de investigação, no futuro também será necessário quantificar a quantidade de oxigénio gerado pelos cloroplastos transplantados e a quantidade de dióxido de carbono fixado no interior das células animais, o que pode ser feito através de uma técnica chamada marcação isotópica.
A equipa de investigação irá agora continuar a sua investigação, com o objetivo final de criar células “planimais” que tenham capacidades vegetais. As células planimais, se possível, poderiam ser um divisor de águas em vários setores, incluindo pesquisa médica, produção de alimentos e geração de energia.
Esta história apareceu originalmente em COM FIO Japão e foi traduzido do japonês.
