Os cientistas estão a descobrir os segredos do SPARDA, um mecanismo de defesa bacteriana que ocorre naturalmente e que poderá revolucionar a investigação e o diagnóstico genético. Embora o CRISPR tenha dominado o cenário da edição genética, o SPARDA representa um dos muitos sistemas inexplorados na natureza com potencial inexplorado. Um novo estudo revela como este sistema “kamikaze” funciona a nível molecular, abrindo portas para ferramentas biotecnológicas mais versáteis.
Sistemas imunológicos bacterianos: além do CRISPR
CRISPR não é o único jogo disponível. As bactérias desenvolveram uma vasta gama de sistemas de defesa para se protegerem de vírus (fagos) e DNA estranho, como plasmídeos. SPARDA (abreviação de Argonaute procariótico, associado à DNase) é um desses sistemas, conhecido pela sua abordagem drástica: destruir células infectadas e o material genético invasor para evitar uma maior propagação. Antes desta pesquisa recente, o SPARDA era entendido apenas em termos gerais.
Como funciona o SPARDA: auto-sacrifício molecular
Os pesquisadores usaram a análise de proteínas de IA (especificamente, AlphaFold da DeepMind) para mapear a estrutura das proteínas SPARDA. O sistema depende de proteínas Argonaute, assim chamadas por sua semelhança com os tentáculos do polvo devido ao seu formato. Estas proteínas, encontradas em toda a vida, contêm uma “região de ativação” crítica chamada relé beta.
Quando o SPARDA detecta uma ameaça, o relé beta muda de forma, ativando a proteína. As proteínas ativadas então se agrupam em cadeias em espiral que destroem indiscriminadamente qualquer DNA próximo, matando efetivamente a célula hospedeira, mas interrompendo a infecção. Esta é uma defesa de última hora, implementada apenas quando a infecção é certa.
SPARDA vs. CRISPR: um adaptador universal
A principal vantagem do SPARDA reside na sua flexibilidade. Os diagnósticos existentes baseados em CRISPR requerem sequências de DNA específicas (sequências PAM) para funcionar, como um plugue que precisa de um soquete correspondente. SPARDA, entretanto, não precisa dessas sequências PAM.
Isto significa que o SPARDA poderia atuar como um “adaptador universal” para diagnósticos de DNA, tornando os testes mais precisos e versáteis. Em vez de se limitar a alvos com sequências flanqueadoras específicas, o SPARDA poderia ser projetado para reagir a qualquer material genético de interesse – como vírus da gripe ou SARS-CoV-2 – com maior confiabilidade.
Implicações Futuras
O sistema de reconhecimento altamente preciso do SPARDA o torna ideal para diagnósticos. Ao alterar o beta-relay, os cientistas poderiam criar ferramentas que respondem apenas a sequências genéticas específicas, oferecendo uma alternativa mais eficiente e adaptável aos atuais métodos CRISPR. A descoberta sublinha o vasto potencial escondido nos sistemas imunitários bacterianos, à espera de ser desbloqueado para aplicações biotecnológicas.
Esta pesquisa é um lembrete de que o conjunto de ferramentas da natureza é muito mais rico do que se imaginava anteriormente. A capacidade de aproveitar esses sistemas inexplorados poderia levar a avanços em diagnósticos, edição de genes e muito mais.
