doi.org/10.1073/pnas.2314793121
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#Chernobyl
Estudar animais resistentes a danos no DNA poderia oferecer insights sobre os fatores de vulnerabilidade humanos.
O evento catastrófico na usina nuclear de Chornobyl em 1986, também conhecido como Chernobyl, tornou a região o ambiente mais irradiado globalmente. Enquanto os habitantes humanos foram removidos, uma ampla variedade de flora e fauna conseguiu prosperar na área, suportando os significativos níveis de radiação que permaneceram por quase quarenta anos.
Um novo estudo liderado por pesquisadores da Universidade de Nova York descobriu que a exposição à radiação crônica de Chornobyl não danificou os genomas de vermes microscópicos que vivem lá atualmente- o que não significa que a região seja segura, advertem os cientistas, mas sugere que esses vermes são excepcionalmente resilientes.
Nos últimos anos, os pesquisadores descobriram que alguns animais que vivem na Zona de Exclusão de Chornobyl – a região no norte da Ucrânia dentro de um raio de 18,6 milhas da usina – são fisicamente e geneticamente diferentes de seus homólogos em outros lugares, levantando questões sobre o impacto da radiação crônica no DNA.
“Chernobyl foi uma tragédia de escala incompreensível, mas ainda não temos uma compreensão completa dos efeitos do desastre sobre as populações locais,” disse Sophia Tintori, uma associada pós-doutoral no Departamento de Biologia da NYU e autora principal do estudo, publicado nos Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS). “A mudança ambiental repentina selecionou espécies, ou até mesmo indivíduos dentro de uma espécie, naturalmente mais resistentes à radiação ionizante?”
Para investigar isso, Tintori e seus colegas recorreram aos nematoides, vermes minúsculos com genomas simples e reprodução rápida, o que os torna particularmente úteis para entender fenômenos biológicos básicos.
“Esses vermes vivem em todos os lugares e se reproduzem rapidamente, então passam por dezenas de gerações de evolução enquanto um vertebrado típico ainda está colocando seus sapatos,” disse Matthew Rockman, professor de biologia na NYU e autor sênior do estudo.
“Eu tinha visto imagens da zona de exclusão e fiquei surpreso com o quão exuberante e cheia de vida parecia – nunca havia pensado nela como abundante em vida,” acrescentou Tintori. “Se eu quiser encontrar vermes particularmente tolerantes à exposição à radiação, esta é uma paisagem que pode ter selecionado isso.”
Os vermes de Chernobyl
Em colaboração com cientistas na Ucrânia e colegas dos EUA – incluindo o biólogo Timothy Mousseau, da Universidade da Carolina do Sul, que estuda os efeitos da radiação dos desastres de Chernobyl e Fukushima – Tintori e Rockman visitaram a Zona de Exclusão de Chernobyl em 2019 para ver se a radiação crônica teve um impacto detectável nos vermes da região.
Com contadores Geiger em mãos para medir os níveis locais de radiação e equipamentos de proteção pessoal para se proteger contra poeira radioativa, eles coletaram vermes de amostras de solo, frutas em decomposição e outros materiais orgânicos. Os vermes foram coletados em locais diferentes da zona com diferentes quantidades de radiação, variando de níveis baixos comparáveis com a cidade de Nova York (negligivelmente radioativos) a locais de alta radiação comparáveis ao espaço exterior (perigosos para humanos, mas incerto se seriam perigosos para os vermes).
Após coletar amostras no campo, a equipe as levou para o laboratório de campo de Mousseau em uma antiga casa residencial em Chernobyl, onde separaram centenas de nematoides do solo ou das frutas. Em seguida, foram para um hotel em Kiev, onde, usando microscópios de viagem, isolaram e estabeleceram culturas de cada verme.
De volta ao laboratório na NYU, os pesquisadores continuaram estudando os vermes – parte do qual envolveu congelá-los.
“Podemos criopreservar os vermes e depois descongelá-los para estudo posterior. Isso significa que podemos interromper a evolução no laboratório, algo impossível com a maioria dos outros modelos animais, e muito valioso quando queremos comparar animais que experimentaram diferentes histórias evolutivas,” disse Rockman.
Eles focaram suas análises em 15 vermes de uma espécie de nematoide chamada Oscheius tipulae, que tem sido usada em estudos genéticos e evolutivos. Eles sequenciaram os genomas dos 15 vermes de O. tipulae de Chernobyl e os compararam com os genomas de cinco O. tipulae de outras partes do mundo.
DNA diferente – mas não devido à radiação
Os pesquisadores ficaram surpresos ao descobrir que, usando várias análises diferentes, não conseguiram detectar uma assinatura de danos causados pela radiação nos genomas dos vermes de Chernobyl.
“Isso não significa que Chernobyl seja seguro – mais provavelmente significa que os nematoides são animais realmente resilientes e podem suportar condições extremas,” observou Tintori. “Também não sabemos quanto tempo cada um dos vermes que coletamos estava na Zona, então não podemos ter certeza exatamente qual nível de exposição cada verme e seus ancestrais receberam ao longo das últimas quatro décadas.”
Perguntando-se se a falta de assinatura genética ocorreu porque os vermes que vivem em Chernobyl são excepcionalmente eficazes em proteger ou reparar seu DNA, os pesquisadores projetaram um sistema para comparar o quão rapidamente as populações de vermes crescem e usaram-no para medir a sensibilidade dos descendentes de cada um dos 20 vermes geneticamente distintos a diferentes tipos de danos no DNA.
Embora as linhagens de vermes fossem diferentes entre si em sua tolerância ao dano no DNA, essas diferenças não correspondiam aos níveis de radiação em cada local de coleta. Suas descobertas sugerem que os vermes de Chernobyl não são necessariamente mais tolerantes à radiação e que a paisagem radioativa não os obrigou evoluindo.
O que os vermes podem nos ensinar sobre nossa própria biologia
Os resultados dão aos pesquisadores pistas sobre como a reparação do DNA pode variar de indivíduo para indivíduo – e apesar da simplicidade genética de O. tipulae, poderiam levar a uma melhor compreensão da variação natural em humanos.
“Agora que sabemos quais cepas de O. tipulae são mais sensíveis ou mais tolerantes ao dano no DNA, podemos usar essas cepas para estudar por que diferentes indivíduos são mais propensos do que outros a sofrer os efeitos de carcinógenos,” disse Tintori.
Como diferentes indivíduos em uma espécie respondem ao dano no DNA é uma preocupação para os pesquisadores de câncer que buscam entender por que alguns humanos com predisposição genética para o câncer desenvolvem a doença, enquanto outros não.
“Pensar sobre como os indivíduos respondem de forma diferente a agentes que danificam o DNA no ambiente é algo que nos ajudará a ter uma visão clara de nossos próprios fatores de risco,” acrescentou Tintori.
Publicado em 26/03/2024 16h56
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