Legenda da imagem: Investigadores do Centro de Ciências da Vida do PSI trabalham para possibilitar intervenção médica a nível celular usando interruptores ativados pela luz: Oliver Tejero e a última autora Ching-Ju Tsai, Gebhard Schertler e Matthew Rodrigues (da esquerda para a direita). © Instituto Paul Scherrer PSI/Mahir Dzambegovic

Uma equipa de investigadores do Instituto Paul Scherrer (PSI) alcançou um avanço significativo ao desvendar a estrutura de fotorreceptores específicos que poderão permitir controlar atividades celulares através da luz, representando um potencial salto revolucionário na investigação biológica e nas aplicações médicas.

Esta descoberta aproxima-nos de um antigo sonho da medicina: controlar atividades celulares sem recurso a produtos químicos, evitando assim efeitos secundários indesejados num organismo complexo. O controlo remoto através da luz surge como solução ideal, permitindo influenciar órgãos e tecidos profundos de forma seletiva e não invasiva.

O projeto, denominado Switchable rhodOpsins in Life Sciences (SOL), recebeu uma prestigiada bolsa ERC de cerca de oito milhões de euros do Conselho Europeu de Investigação. Os investigadores focaram-se em recetores semelhantes às rodopsinas presentes na nossa retina, que podem ser ativados por impulsos luminosos e acionar processos de sinalização celular específicos.

Um avanço crucial foi conseguido com a rodopsina de uma espécie de aranha-saltadora, que se revelou robusta e fácil de produzir. Os investigadores conseguiram estabilizar o seu estado ativo através de uma pequena modificação na molécula retinal, permitindo estudar detalhadamente a sua estrutura.

Para ultrapassar a incompatibilidade natural entre a proteína da aranha e a proteína humana, a equipa criou uma quimera, combinando elementos de ambas as espécies. Além disso, através de modificações genéticas, conseguiram que a ativação e desativação ocorresse com diferentes cores de luz, um requisito fundamental para um controlo preciso.

Esta tecnologia poderá ter aplicações revolucionárias na investigação do cérebro, incluindo doenças como Parkinson e epilepsia. Além disso, poderá permitir investigar o marca-passo natural do coração, mecanismos de dor crónica, ansiedade, depressão e outras doenças mentais. O desenvolvimento de terapias celulares eficazes para disfunções hormonais, doenças imunitárias, cardíacas e cancro também está no horizonte das possibilidades.

Um dos próximos desafios é desenvolver interruptores sensíveis à luz infravermelha, que pode penetrar nos tecidos corporais, evitando assim a necessidade de implantar fontes de luz no corpo. Os investigadores trabalham agora na criação de um conjunto completo de GPCRs (recetores acoplados à proteína G) ativados pela luz para diversas aplicações no organismo.

NR/HN/Alphagalileo