A gravidade afeta potencialmente todos os processos biológicos na Terra, mesmo que isso possa ser difícil de acreditar, enquanto observamos moscas andando em nossos tetos como se a gravidade não lhes importasse de maneira alguma. É claro que a gravidade é apenas um fator, e outros fatores, como a adesão ou a flutuabilidade, determinam se um organismo cai do teto, por exemplo, ou quanto tempo leva um organismo para se assentar no solo.
Nós sabemos há muito tempo que os seres humanos são prejudicados por longos períodos em ambientes de baixa gravidade. Os astronautas retornam do espaço com atrofia muscular e redução da massa óssea. Esses efeitos parecem piorar com o tempo, portanto, é essencial entender os efeitos da gravidade na fisiologia humana ao planejar voos espaciais de longa distância. Estudar os efeitos da baixa gravidade nas naves espaciais e nas estações espaciais é dispendioso. Qualquer pessoa que tenha passado algum tempo trabalhando em um laboratório sabe que muitos experimentos precisam ser refeitos várias vezes apenas para que os procedimentos funcionem corretamente. Se um passo fundamental na realização de um experimento, digamos, sobre a resposta das células à falta de gravidade, é “atirar o experimento para o espaço e mantê-lo lá por dois meses”, então ele levará muito tempo e muito dinheiro Para obter resultados, pode ser necessário entender a biologia de baixa gravidade. Portanto, seria bom ter uma máquina anti-gravidade em nossos laboratórios ligados à Terra para executar experimentos sem as restrições de custo e programação impostas pelo vôo espacial.
Existe uma maneira de simular a falta de peso em pequena escala no laboratório. Uma equipe de pesquisadores de várias instituições européias utilizou o magnetismo para compensar os efeitos da gravidade no nível celular. O método é chamado de levitação diamagnética. (Outro método para simular a antigravidade usa uma “Máquina de Posicionamento Aleatório” (RPM).) Alguns materiais - materiais diamagnéticos - são repelidos por um campo magnético. A água e a maioria dos tecidos biológicos se enquadram nessa categoria. Um campo magnético muito poderoso pode ser aplicado a esses tecidos para compensar os efeitos da gravidade, de modo que as moléculas que se movimentam e fazem suas coisas dentro das células fazem isso como se não houvesse gravidade atuando sobre elas. De acordo com um estudo recente, parece que a expressão gênica é afetada pela gravidade. (O artigo é publicado na BMC Genomics e está disponível aqui.)
O imã usado neste experimento produz um campo com uma força de 11, 5 Tesla (T). O campo magnético da Terra é igual a cerca de 31 micro Teslas. O íman que contém a sua lista de compras ao frigorífico é de cerca de 0, 005 Tesla, os ímanes num altifalante têm cerca de 1 a 2 Teslas em força e a força magnética de uma ressonância magnética ou dispositivo semelhante, para imagiologia médica, é geralmente de cerca de 3 Teslas ou Menos. Se você colocar um ímã de 11, 5 Teslas na geladeira, não conseguirá arrancá-lo.
Neste experimento, o ímã foi usado para “levitar” as moscas da fruta por 22 dias, à medida que elas se desenvolviam de embriões para larvas, pupas e, eventualmente, até adultos. As moscas eram mantidas a certa distância acima do imã, onde o efeito repulsivo do imã sobre a água e outras moléculas era igual e oposto aos efeitos da gravidade. Outras moscas foram colocadas abaixo do imã na mesma distância, onde elas experimentaram o equivalente a dobrar a gravidade da Terra.
O estudo examinou como a expressão de genes diferia dependendo do campo gravitacional simulado, bem como em um campo magnético forte que não simulava uma mudança na gravidade. A duplicação da gravidade da Terra mudou a expressão de 44 genes e o cancelamento da gravidade alterou a expressão de mais de 200 genes. Apenas 500 genes foram afetados apenas pelo campo magnético, com a expressão dos genes sendo aumentada ou diminuída. Os pesquisadores foram capazes de subtrair os efeitos do magnetismo dos efeitos do aumento ou diminuição da gravidade e, assim, isolar quais genes pareciam ser mais sensíveis a mudanças apenas na gravidade. Segundo os pesquisadores, “tanto o campo magnético quanto a gravidade alterada tiveram um efeito sobre a regulação gênica das moscas. Os resultados disso podem ser vistos no comportamento da mosca e nas taxas de reprodução bem-sucedidas. O campo magnético sozinho foi capaz de interromper o número de moscas adultas de um lote de ovos em 60%. No entanto, o esforço combinado de gravidade alterada e do ímã teve um efeito muito mais impressionante, reduzindo a viabilidade dos ovos a menos de 5% ”.
Os genes mais afetados foram aqueles envolvidos no metabolismo, a resposta do sistema imunológico a fungos e bactérias, genes de resposta ao calor e genes de sinalização celular. Isso indica que os efeitos da gravidade no processo de desenvolvimento em animais são profundos.
O resultado mais importante desta pesquisa é provavelmente a prova de conceito: ela demonstra que essa técnica pode ser usada para estudar os efeitos da baixa gravidade nos processos biológicos. Podemos esperar resultados mais refinados que nos informem sobre processos específicos que são alterados pela gravidade e, possivelmente, desenvolver maneiras de compensar esses efeitos para seres humanos ou outros organismos em voos espaciais de longa distância. Eventualmente, poderemos enviar uma mosca da fruta para Marte e devolvê-la em segurança.
Herranz, R., Larkin, O., Dijkstra, C., Colina, R., Anthony, P., Davey, M., Eaves, L., van Loon, J., Medina, F., e Marco, R (2012). Simulação de microgravidade por levitação diamagnética: efeitos de um campo magnético de gradiente forte no perfil transcricional de Drosophila melanogaster BMC Genomics, 13 (1) DOI: 10.1186 / 1471-2164-13-52
