Por dentro do plano para construir um cofre do Juízo Final para bactérias

O arquipélago norueguês de Svalbard é o lar de cavernas de gelo, cães de trenó e até ursos polares, mas o que o torna mais conhecido é o Global Seed Vault, um enorme banco de sementes construído diretamente na encosta de uma montanha congelada. A ideia é que se o mundo sofrer algum tipo de catástrofe devastadora que destrua outros bancos genéticos, o cofre de Svalbard funcionaria como um backup e permitiria à humanidade repovoar o mundo com importantes espécies de plantas, como culturas básicas e medicinais. ervas.

Mas as sementes não são a única parte do mundo natural da qual podemos querer manter cópias de segurança. Recentemente, os cientistas começaram a considerar os benefícios de construir um cofre apocalíptico semelhante para micróbios importantes – uma Arca de Noé para bactérias, por assim dizer.

Quando a Dra. Maria Gloria Dominguez-Bello, microbiologista da Rutgers University, ouviu falar do armazenamento de sementes, os paralelos saltaram para ela, disse ela à Digital Trends. “Era tão óbvio e fiquei muito interessada na ideia de fazer algo assim para o microbioma”, disse ela.

Sua microbiota e você

Microbiota são todos os microrganismos – incluindo bactérias, vírus e fungos – encontrados em um ambiente específico, como a pele ou o trato gastrointestinal. O microbioma refere-se a esses microrganismos e seus genes. Muitos fatores influenciam a mistura desses micróbios dentro do intestino, incluindo tanto hereditário e ambiental componentes. A pesquisa sobre como a microbiota influencia a saúde humana é ainda relativamente novo, mas acredita-se que desempenhem funções no sistema imunológico, na síntese de enzimas e na digestão de carboidratos complexos.

Alguns investigadores estão a estudar as formas como a microbiota das pessoas em áreas industriais diferem daqueles em áreas rurais ou remotas. Dieta, poluição, medicamentos, saneamento e outros marcadores de ambientes urbanos poderiam manifestar essas alterações nos microrganismos. Embora estudos tenham mostrado que tais diferenças existem, ainda não está totalmente claro se estas alterações estão a provocar o aumento de doenças crónicas, como a diabetes ou as doenças cardíacas.

No entanto, Dominguez-Bello teme que, à medida que a investigação sobre a microbiota amadurece, os seus praticantes possam estar a perder basear-se em dados valiosos de populações indígenas com estilos de vida mais tradicionais e diversidade microbiota. “Quando soubermos melhor – se não preservarmos agora, não o teremos”, disse ela.

Em caso de emergência

Tendo trabalhado na Venezuela, sua terra natal, e em Porto Rico, Dominguez-Bello conhece em primeira mão os perigos que a agitação política e as ameaças climáticas representam para as coleções de amostras. Em 2012, ela se mudou para a Universidade de Nova York, onde, depois de apenas um mês, ocorreu o furacão Sandy. Ela e sua equipe tiveram que entrar no laboratório com faróis para resgatar as amostras. “Eu vivi, na minha própria pele, o quão vulneráveis ​​são as nossas coleções individuais”, disse ela.

Depois de contactar os investigadores envolvidos no projeto de Svalbard, Dominguez-Bello começou a reunir cientistas na sua própria área para analisar o potencial de criação de um cofre da microbiota. Em meados de junho deste ano, um estudo de viabilidade de duas agências independentes, EvalueScience e Advocacy, consideraram a proposta “de grande importância e potencial." Dominguez-Bello vê a conclusão do estudo como uma mudança do projeto do gestacional para o recém-nascido Estágio. Os próximos passos são formar vários comités dedicados à divulgação e à filantropia; finalizar a localização do cofre, financiamento, questões técnicas; melhorar a educação e as relações internacionais; e outras áreas.

Já existem diversas coleções de microrganismos em todo o mundo, incluindo o Projeto Intestino Americano, Banco de Microbiota da Ásia, e a Projeto Milhão de Microbioma de Humanos. Um passo importante será persuadir os administradores desses bancos a entregar amostras para armazenamento de backup. Outro objetivo é incentivar a criação de mais coleções locais, principalmente de grupos indígenas.

“As coleções locais são extremamente importantes porque as coleções locais são as coleções vivas”, disse Dominguez-Bello. Essas amostras poderiam ser usadas para pesquisa e colaboração, com material extra preparado para armazenamento de longo prazo no cofre. Um dia, o cofre poderá conter potencialmente centenas de milhares de amostras, mas o programa piloto começaria com alguns milhares.

Os participantes do cofre começaram a fazer contatos em vários países, incluindo Peru, Bolívia e Indonésia. “E a forma como planejamos fazer isso é através da educação”, disse Dominguez-Bello.

O plano é estabelecer parcerias com universidades de vários países para ensinar aos cientistas locais sobre o microbioma, porque é que tais colecções são necessárias e como recolher e preservar amostras. “Isso é mais do que microbiologia”, disse Dominguez-Bello. “Isso também é antropologia e ética.” Ao conectarem-se com especialistas locais, as universidades estrangeiras potencialmente terá mais facilidade em descobrir leis e autorizações, bem como em se comunicar com indígenas grupos. O primeiro curso de 10 dias estava programado para o Peru, mas isso era pré-COVID-19.

As equipas médicas locais ou antropólogos também estarão familiarizados com os desafios únicos de uma área, como saber se a eletricidade é suficientemente fiável para manter as amostras frescas. A preservação a longo prazo apresenta desafios diferentes das amostras vivas. O estudo de viabilidade reconheceu que há muito sobre a preparação de microrganismos para tal armazenamento que os investigadores não compreendem. Alguns métodos poderiam preservar certos organismos e matar outros.

Dois métodos potenciais para o cofre são a criopreservação, com nitrogênio líquido, e a liofilização, ou liofilização. Embora o nitrogênio líquido seja o padrão ouro, Dominguez-Bello disse que as amostras liofilizadas não exigiriam eletricidade, se fossem armazenadas em uma área suficientemente fria. Os organizadores do cofre da microbiota estão a considerar a Suíça ou a Noruega, ou potencialmente ambos os locais. Os autores do estudo de viabilidade sugeriram que amostras liofilizadas poderiam ser potencialmente mantidas no cofre de sementes de Svalbard.

Problemas éticos

Ao contrário de um cofre cheio de sementes, existem preocupações éticas e de privacidade associadas à recolha e retenção de amostras humanas. As leis em ambos os países onde as coleções são armazenadas e adquiridas podem variar. Por exemplo, alguns países — incluindo a Suíça e a Noruega — fazem parte da o Protocolo de Nagoia, um acordo internacional que tenta partilhar equitativamente os benefícios provenientes da investigação genética. Ainda está em debate se as amostras de microbiota se enquadram neste acordo.

Independentemente disso, Dominguez-Bello acredita que qualquer instituição que espera lucrar com essas amostras de microbiota – por exemplo, criando um novo probiótico — tem uma responsabilidade para com as comunidades que doaram amostras. “Existe uma obrigação ética com as pessoas que foram a fonte dessas bactérias”, disse ela. Por exemplo, os investigadores podem ajudar a reconstruir escolas ou fornecer equipamento médico, com base nas necessidades de uma área. “Você tem que fazer algo para o bem, para o bem-estar da comunidade como um todo”, disse ela.

O cofre também terá de equilibrar a partilha aberta de dados, mantendo ao mesmo tempo a privacidade, não apenas de indivíduos, mas potencialmente de comunidades inteiras. Quando as populações são suficientemente pequenas, até mesmo fornecer a idade de uma pessoa pode torná-la identificável.

Ao mesmo tempo, o cofre pretende fomentar uma rede, incentivando a colaboração entre investigadores. “Acho que isso está intimamente ligado à educação não apenas dos nossos alunos – a futura geração de cientistas dos EUA ou da França ou da Suíça ou da Suécia ou da Noruega ou ou Portugal — mas também” em países com acesso mínimo a laboratórios e equipamentos, disse Dominguez-Bello, que acrescentou que devemos “expandir a comunidade científica para incorporar eles. Acho que o microbioma é uma arena perfeita para fazer isso.”