A NASA está se preparando para enviar humanos a Marte em algum momento da década de 2030. A missão de 3 anos irá expor os astronautas a um longo período de microgravidade, o que fará com que percam massa óssea. Mas agora, os cientistas relatam alface transgênica que produz um hormônio estimulante dos ossos. Algum dia, os astronautas poderiam cultivar a alface no espaço e ajudar a se proteger contra a perda óssea – simplesmente comendo uma grande tigela de salada. Além disso, a alface pode ajudar a evitar a osteoporose em áreas com recursos limitados aqui na Terra, dizem os pesquisadores.
Os pesquisadores apresentarão seus resultados hoje na reunião de primavera da American Chemical Society (ACS).
Estudos anteriores de astronautas em missões espaciais estendidas mostraram que eles perdem, em média, mais de 1% da massa óssea por mês passado no espaço, uma condição conhecida como osteopenia. “Neste momento, os astronautas da Estação Espacial Internacional têm certos regimes de exercícios para tentar manter a massa óssea”, diz Kevin Yates, estudante de pós-graduação que apresenta o trabalho na reunião. “Mas eles normalmente não ficam na Estação Espacial Internacional por mais de 6 meses.” Em contraste, leva cerca de 10 meses para chegar a Marte, e os astronautas permaneceriam por cerca de um ano para estudar o planeta antes de fazer a viagem de volta à Terra.
A missão de 3 anos pode deixar os astronautas vulneráveis à osteopenia e, mais tarde, à osteoporose. Um medicamento contendo um fragmento peptídico do hormônio da paratireoide humano (PTH) estimula a formação óssea e pode ajudar a restaurar a massa óssea na microgravidade, mas requer injeções diárias. Transportar grandes quantidades de medicamentos e seringas e administrá-los durante missões espaciais é impraticável. Então Yates; Somen Nandi, Ph.D.; Karen McDonald, Ph.D.; e seus colegas queriam encontrar uma maneira de os próprios astronautas produzi-lo – enquanto também desfrutavam de algumas verduras saborosas, que faltam severamente nas dietas principalmente enlatadas e liofilizadas dos astronautas.
“Os astronautas podem carregar sementes transgênicas, que são muito pequenas – você pode ter alguns milhares de sementes em um frasco do tamanho de seu polegar – e cultivá-las como alface comum ”, diz Nandi. “Eles poderiam usar as plantas para sintetizar produtos farmacêuticos, como o PTH, conforme necessário e depois comer as plantas”.
Na Estação Espacial Internacional, os astronautas já mostraram que podem cultivar alface comum neste ambiente com recursos limitados. Yates, Nandi e McDonald, que estão na Universidade da Califórnia, em Davis, queriam desenvolver uma alface transgênica que expressasse o peptídeo PTH de uma forma que pudesse ser ingerida por via oral, em vez de por injeção. A alface especial também pode ajudar a tratar a osteopenia em regiões da Terra que não têm acesso a medicamentos tradicionais. Para aumentar a estabilidade e a biodisponibilidade do PTH no corpo, eles anexaram um pedaço de outra proteína, o domínio do fragmento cristalizável (Fc) de um anticorpo humano, à sequência do PTH. Estudos anteriores mostraram que o fragmento Fc aumenta o tempo que o peptídeo anexado circula no sangue, tornando-o mais eficaz.
Os pesquisadores introduziram um gene que codifica o PTH-Fc na alface, infectando células vegetais com Agrobacterium tumefaciens – uma espécie de bactéria usada no laboratório para transferir genes para plantas. Eles selecionaram as plantas de alface transgênicas e sua progênie para a produção de PTH-Fc. Os resultados preliminares indicam que, em média, as plantas expressam cerca de 10-12 miligramas do hormônio peptídico modificado por quilograma de alface fresca. De acordo com Yates, isso significa que os astronautas precisariam comer cerca de 380 gramas, ou cerca de 8 xícaras, de alface diariamente para obter uma dose suficiente do hormônio, assumindo cerca de 10% de biodisponibilidade, o que ele reconhece ser uma “salada bem grande”.
“Uma coisa que estamos fazendo agora é examinar todas essas linhagens de alface transgênicas para encontrar aquela com a maior expressão de PTH-Fc”, diz McDonald. “Acabamos de analisar alguns deles até agora e observamos que a média foi de 10-12 mg/kg, mas achamos que podemos aumentar ainda mais. a quantidade de alface que precisa ser consumida.” A equipe também quer testar quão bem a alface transgênica cresce na Estação Espacial Internacional e se produz a mesma quantidade de PTH-Fc que na Terra.
Embora os pesquisadores ainda não tenham provado a alface porque sua segurança não foi estabelecida, eles preveem que ela terá um sabor muito semelhante ao de sua contraparte comum, como a maioria das outras plantas transgênicas. Antes que a alface transgênica possa agraciar os pratos dos astronautas, porém, os pesquisadores devem otimizar os níveis de expressão de PTH-Fc e, em seguida, testarão a alface por sua capacidade de prevenir com segurança a perda óssea em modelos animais e ensaios clínicos em humanos. No entanto, Yates prevê: “Eu ficaria muito surpreso se, no momento em que enviarmos astronautas a Marte, as plantas não estiverem sendo usadas para produzir produtos farmacêuticos e outros compostos benéficos”.