O Deutsche Sammlung von Mikrooganismen und Zellkulturen GmbH (DSMZ) é um dos depósitos mais abrangentes de organismos isolados do mundo e é, de longe, o centro de recursos biológicos mais abrangente da Europa. Com base nos ideais do filósofo alemão Gottfried Wilhelm Leibniz, “theoria cum praxi“, ou ciência para o benefício e o bem-estar da humanidade, a instalação opera sem fins lucrativos e preserva, para sempre, todas as amostras depositadas. É isso mesmo; essa instituição nunca remove uma amostra de seu inventário e literalmente armazenará essas células enquanto a sociedade civilizada existir. Dentro das paredes do instituto estão alojadas mais de 30.000 linhas de cultura bacteriana com aproximadamente 60.000 bio-pedidos disponíveis que variam de linhas de células de câncer a bacterianas, arqueanas e eucarióticas culturas. O depósito representa as descobertas de mais de 90 países, ou 80% de todas as cepas tipo já registradas na história da ciência.

O grande catálogo on-line da DSMZ permite que os cientistas encomendem linhas celulares, da mesma forma que a maioria das pessoas encomenda discos na Amazon. Atendendo a mais de 80 países, a DSMZ funciona como um centro de distribuição da Amazon, só que envia amostras biológicas em vez de coleiras para gatos ou acessórios para smartphones. Para melhorar seu inventário, o DSMZ até mesmo negocia amostras com outros depósitos em todo o mundo. Pense nisso como trocar Pokemon para tentar preencher todo o seu Pokedex– só que com linhas de células cancerígenas em vez de Pikachu. Pessoalmente, não jogo Pokemon Go, mas tenho certeza de que o senhor poderia encontrar alguns Pokemon raros nessa instalação, bem ao lado do freezer cheio de doenças raras e incuráveis. Para os interessados, para acomodar a quantidade de pesquisas fundamentais e inspiradas no uso em andamento no setor de biocombustíveisA DSMZ está atualmente dando menos ênfase às suas linhas de células vegetais e aumentando seu inventário de cianobactérias e algas – desculpe, Venosaur.

Então, agora que já tiramos do caminho todas as piadas bregas sobre o Pokémon-Go, vamos falar sobre como tudo isso funciona. Minha principal motivação para visitar o DSMZ é para que eu possa ter uma perspectiva de como ocorre a cultura e a preservação de células nessa instalação. Fãs ávidos, alguns dos meus leitores mais observadores, adoradores de ídolos, etc… talvez se lembrem de uma postagem que fiz quando publiquei pela primeira vez ScienceTheEarth.com intitulado “The Scale of Science (A escala da ciência).” Nesse artigo, tentei dar uma perspectiva da quantidade de tempo e dinheiro necessários para coletar um único ponto de dados em um único gráfico em uma única publicação com uma única mensagem. Naquela postagem, mencionei que a bactéria que encomendei veio da DSMZ e mostrou um foto do prédio. Agora, vamos nos aproximar um pouco mais desse único edifício localizado em Braunschweig, Alemanha (cerca de uma hora fora de Berlim, Alemanha) e ver como tudo funciona.

Para o propósito deste blog, vou escrever a partir da perspectiva de um pesquisador que isolou uma bactéria. Primeiro, uma amostra é coletada do ambiente e isolada por um laboratório de pesquisa. Quando esse laboratório quiser publicar sobre esse novo microrganismo, ele deverá ser depositado em pelo menos dois depósitos em pelo menos dois locais diferentes do planeta para que possa ser preservado. O DSMZ é não é o único depósito do mundo, mas é um dos maiores e é reconhecido internacionalmente. A prática comum é depositar seu isolado em um depósito local e enviar o outro para um depósito internacional. O DSMZ é reconhecido internacionalmente e, portanto, costuma ser o local onde as pessoas armazenam sua cópia adicional. Em termos de pedidos e disponibilidade, cada espécime que é depositado deve estar disponível para outros pesquisadores encomendarem; no entanto, alguns são patenteados, protegidos, etc… e, portanto, não estão disponíveis para encomenda.

Vamos examinar o processo de recebimento e preservação de uma amostra. Para enviar sua amostra ao DSMZ, é comum que ela seja embalada com gelo seco e enviada durante a noite. Depois de receber a amostra, a DSMZ cultivará a cultura em um meio específico que é exclusivo para a amostra recebida. Depois de cultivada, a cultura é girada em uma centrífuga para separar as células do meio. Apellet (células) é então transferido para uma superfície de algodão em um frasco de vidro que, por sua vez, é colocado em um frasco de vidro adicional feito sob medida. A produção desses frascos é um processo muito específico que deve ser feito com muita delicadeza para garantir que os frascos não se quebrem. Cada garrafa é etiquetada individualmente com uma tira metálica que serve como uma espécie de código de barras para fins de inventário (esse é um recurso relativamente novo).

As células são então desidratadas conectando-se fileiras dessas garrafas de vidro dentro de garrafas de vidro a um liofilizador. Um liofilizador altera a pressão dentro dos frascos – ao diminuir a pressão, o ponto de ebulição da água é reduzido significativamente até o ponto em que ela “evapora” em temperatura ambiente. Dentro dos frascos há um mineral que muda de cor e indica a presença de oxigênio. Quando o oxigênio se esgota totalmente, a cor muda para vermelho e as células estão prontas para a próxima etapa. A parte superior do frasco de vidro é removida aquecendo-se a ponte entre os dois frascos até que ela derreta. Isso permite uma vedação estanque ao oxigênio. Agora que as células estão desidratadas e livres de oxigênio, elas estão prontas para serem armazenadas. Para a maioria das linhagens celulares, o armazenamento significa que elas serão colocadas em um depósito fechado, mantidas a 4°C o tempo todo.

O depósito de entrada é composto por duas salas relativamente pequenas, abarrotadas com o que, à primeira vista, parece ser o local onde uma biblioteca armazenaria microfichas ou mapas antigos. Dentro de cada gaveta, há 30 seções em cubos para 30 isolados de culturas diferentes. A sensação inicial é desanimadora – a sala é modesta e despretensiosa. À primeira vista, não se pensa muito nisso. É quando o senhor percebe que essa sala contém quase 80% de todas as espécies já isoladas na história da ciência que começa a reconhecer o significado da visão que tem diante de si. Pense em como as pessoas ficam fascinadas quando visitam o zoológico – mistificadas pela biodiversidade de 100 e 200 espécies diferentes – essa sala contém duas ordens de magnitude a mais de diversidade do que qualquer zoológico que o senhor jamais visitará; tudo alojado nessa geladeira relativamente pequena. (Leões, tigres e ursos são para os pássaros).

Atualmente, sempre que um pedido é feito, um funcionário recebe o número do estoque e é enviado ao refrigerador para retirá-lo de seu local. Pense nisso como uma biblioteca antiga que usa o Sistema decimal de Dewey. Depois que a amostra é recuperada, ela é escaneada (se tiver uma etiqueta de inventário), colocada em uma caixa com um pouco de espuma, colocada no gelo e enviada pelo correio. Há planos para substituir esse sistema por um processo automatizado no qual as amostras são recuperadas e inventariadas com base na frequência com que são solicitadas. Usando robôs do tipo Terminator 2, não Planeta dos Macacos estilo macaco escravo. No entanto…

Os cientistas que estão lendo este blog provavelmente já sabem que as células secas nem sempre são as mais viáveis. Na verdade, não há nada mais frustrante do que esperar um mês para receber uma amostra e receber um monte de pó que poderia muito bem ser sal de cozinha (ou seja, seus macacos-aranha aparecem e não crescem no aquário ou o senhor coloca a levedura de cerveja para a fermentação e ainda tem um monte de cevada depois de esperar uma semana). O que isso significa para todos que não são cientistas é que nem todas as linhas celulares podem ser preservadas por meio da secagem (principalmente as culturas anaeróbicas obrigatórias ou culturas que morrem na presença de oxigênio). A DSMZ está muito ciente desse fenômeno e tem um mecanismo de preservação completamente diferente para esses micróbios. De fato, os cientistas, quando o senhor escreve um e-mail para essas pessoas dizendo-lhes que suas células secas não são viáveis, o senhor provavelmente está mudando o método que eles usam para preservar essa linha de células – um número suficiente de e-mails e eles mudam de linhas de células secas para um novo método.

O novo método de preservação dessas amostras é chamado de criopreservação. Por exemplo, para preservar Thermincola ferriacetica (14005), as bactérias devem ser imersas em um crioprotetor (uma substância que evita que as células se rompam durante o processo de congelamento). Geralmente é uma substância chamada glicerol ou uma substância diferente chamada DMSO. Novamente, a maioria dos cientistas entenderá a frustração do fato de que alguns crioprotetores funcionam bem com alguns micróbios e não funcionam bem com outros, portanto, até mesmo o crioprotetor usado é de fundamental importância. A porcentagem de crioprotetor também é fundamental – muito ou pouco pode matar as células. De qualquer forma, após a imersão das células no crioprotetor, elas são colocadas em freezers cilíndricos que têm a altura da cintura e parecem latas de lixo. Esses freezers são mantidos em uma sala separada e mantidos a -80°C o tempo todo com o uso de nitrogênio líquido. (PenseCepa de Andrômeda ou Contágio e o senhor está bem próximo)

As células são inventariadas nesses freezers da seguinte forma:

• Os freezers são etiquetados individualmente (I, II, III, etc.)
• Dentro de cada freezer, há cerca de 100 cilindros com cerca de dez polegadas de diâmetro
• Cada um desses cilindros grandes tem cilindros menores, numerados individualmente, com cerca de uma polegada de diâmetro
• Cada um dos cilindros pequenos numerados tem três fileiras contendo amostras
• Cada amostra, em cada linha, é codificada por cores com base na linha celular dentro da amostra

Mas espere, tem mais! Como essas amostras são muito sensíveis e devem ser mantidas a -80°C o tempo todo, é impossível enviá-las diretamente do freezer. Primeiro, as amostras devem ser descongeladas (novamente, o senhor precisa usar um método de descongelamento preciso e correto ou todas as células que o senhor armazenou durante décadas poderão ser perdidas) e, em seguida, cultivadas em seus meios apropriados sob as condições adequadas. Quando as células atingirem um estado de viabilidade ideal, elas poderão ser transferidas para tubos de ensaio e vedadas com rolhas de borracha para envio. Para linhas de células mais pesadas, isso pode levar de vários meses a mais de um ano. Cientistas, é por isso que pode levar tanto tempo para processar seu pedido; outros, é por isso que seus amigos das ciências da vida levam a maior parte de uma década para determinar se desperdiçaram ou não a vida inteira trabalhando nesse diploma estúpido, nunca vou conseguir esse diploma, nunca vou me formar, toda essa dívida e para quê?!? Tudo o que fiz foi desperdiçar todos esses recursos e tempo. Oh, meu Deus, nunca vou conseguir um emprego – não tenho formação suficiente para uma carreira profissional, não tenho formação suficiente para um trabalho prático, eu deveria ter sido contador ou advogado, ou médico, qualquer coisa! … Oh, desculpe-me por isso. Acredito que isso é o que chamamos de associação livre. Basta o senhor pensar na pós-graduação e mencionar a primeira coisa que lhe vier à mente. Na verdade, é um processo meditativo e construtivo, apenas relaxe, estou aqui para ouvir… É por isso que alguns de seus amigos das ciências da vida levam a maior parte de uma década e uma crise existencial (ou seis) para se formar.

Quando as células estão mais viáveis, elas têm maior probabilidade de sobreviver ao transporte. Algumas precisam ser colocadas em gelo, mas muitas podem ser transportadas em temperatura ambiente. Quando um laboratório recebe um pedido, as amostras devem ser meticulosamente processadas para garantir a viabilidade e a pureza das células. Quando as células começam a crescer no laboratório, passamos para a etapa 05 do processo de Escala da ciência– esperando para receber nosso ponto de dados individual para um gráfico individual em uma única publicação.

Para obter mais informações sobre a DSMZ:

Instituto Leibniz
DSMZ-Deutsche Sammlung von Mikrooganismen und Zellkulturen GmbH
Inhoffenstr. 7 B
38124 Braunschweig
Alemanha
contact@dsmz.de
+49-(0)531-2616-0
www.dsmz.de

@Leibniz_DSMZ_pt