As plantas dependem da luz solar e da fotossíntese para sobreviverem. Agora, investigadores conseguiram adaptar esse mesmo princípio ao olho humano - uma abordagem que poderá abrir novas opções de tratamento para a síndrome do olho seco, um problema incómodo que afeta mais de mil milhões de pessoas.
Do espinafre para o olho: a tecnologia LEAF para a síndrome do olho seco
Num trabalho liderado por uma equipa da National University of Singapore (NUS), os cientistas recorreram a pilhas de membranas fotossintéticas retiradas de folhas de espinafre. Esse material foi aplicado, sob a forma de gotas oculares, tanto em células humanas do olho cultivadas em laboratório como em células oculares de ratos geneticamente modificados para apresentarem uma condição semelhante à doença do olho seco.
A “transplantação” funcionou: quando expostas à luz ambiente, as nanopartículas introduzidas nas células oculares de mamíferos começaram a produzir NADPH - uma espécie de “bateria” química que as células usam para se protegerem de danos.
O NADPH é essencial para contrariar as espécies reativas de oxigénio (ROS), que alimentam a inflamação e o stress celular na doença do olho seco.
Embora ainda seja uma fase inicial de desenvolvimento, existe a possibilidade real de que a dor e o ardor associados ao olho seco venham a ser atenuados por um tratamento alimentado pela luz.
"This is an exciting finding as we have, for the first time, demonstrated that plant photosynthetic machinery can be transplanted into mammalian tissue to generate biologically useful molecules, powered entirely by the same light that enables our vision," afirma o engenheiro biomolecular Xing Kuoran, da NUS.
"We, too, can have limited photosynthetic abilities."
Os investigadores deram ao método o nome LEAF (light-reaction enriched thylakoid NADPH-foundry).
Tialacóides, NADPH e ROS: o mecanismo ativado pela luz
Os tialacóides são componentes fundamentais dos cloroplastos - as estruturas que realizam a fotossíntese nas células vegetais - e são decisivos para a geração de NADPH.
O espinafre foi selecionado por produzir um elevado rendimento de cloroplastos e por permitir a extração relativamente simples da sua biomáquina (procedimentos já descritos noutros estudos). Como vantagem adicional, trata-se de uma planta barata e amplamente disponível.
A equipa mostrou que, após 30 minutos de exposição à luz, o NADPH gerado reduziu a atividade de ROS e levou as células imunitárias na córnea a regressarem a um estado protetor e anti-inflamatório.
Mais do que isso, o efeito também foi observado em amostras de lágrimas recolhidas de doentes com doença do olho seco. Nestes casos, o próprio fluido lacrimal também pode tornar-se prejudicial. Com o tratamento LEAF, os níveis de oxidantes nocivos diminuíram - em especial, no caso do peróxido de hidrogénio, a redução foi de 95 percent.
Ou seja, a capacidade de “restauro” parece ocorrer tanto no interior das células oculares como fora delas.
"With LEAF, we now have a technology that harnesses ambient light to directly restore the molecule that dry eye disease depletes," diz o engenheiro biomolecular David Leong Tai Wei, também da NUS.
"As it is derived from spinach, delivered as a simple eye drop, requires no external device or power source and using the ambient light that is used for vision, we believe it has a strong potential for clinical translation."
Resultados em ratos, comparação com Restasis e próximos passos
Em ratos tratados duas vezes por dia durante 5 dias, o LEAF teve melhor desempenho do que o Restasis, um medicamento frequentemente prescrito para a doença do olho seco.
O Restasis é relativamente caro e, além disso, costuma provocar efeitos secundários, como aumento da irritação ocular - motivos pelos quais uma alternativa seria bem-vinda.
Ainda assim, falta verificar se o método também funciona em humanos vivos. Já estão em curso preparativos para ensaios clínicos.
A equipa pretende igualmente perceber como o tratamento se comporta ao longo de períodos mais prolongados: atualmente, as partículas LEAF degradam-se nas células oculares onde são instiladas e perdem eficácia ao fim de algumas horas.
Há também margem para o LEAF ser aplicado para além do olho seco. Os autores sugerem que a mesma estratégia pode ser útil noutras condições inflamatórias - sempre que seja necessária defesa contra ROS e o tecido em causa possa ser exposto à luz visível.
"It is almost surreal when thinking of a possible future reality where human cells can have some limited but beneficial form of photosynthetic ability not only in the eye but elsewhere, too," afirma Leong.
A investigação foi publicada na Cell.
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