O que Star Wars nos ensinou sobre o esperma

Você já deve ter visto na escola uma série de animações educativas sobre fecundação humana. A célula da mamãe encontra a célula do papai e boom, temos um embrião em desenvolvimento. Para dar cara nova a esse tipo de vídeo, dois cientistas de Harvard criaram uma animação hiperrealista, completamente precisa do ponto de vista científico – e  100% inspirada em Star Wars.

Mas nem quando cientista vai fazer “bico” de artista consegue fugir de novas descobertas sobre o corpo humano. No meio da produção do filme, os dois acabaram tendo um novo insight sobre o mecanismos que permitem que o espermatozoide nade até o óvulo.

O bioquímico Charles Reilly, antes de fazer seu PhD, costumava trabalhar no estúdio de efeitos especiais de Peter Jackson (sim, o cara de O Senhor dos Anéis). Quando foi de vez para o mundo acadêmico, Reilly aproveitou o que sabia sobre computação gráfica e decidiu, junto com o bioengenheiro Donald Inger, produzir filmes que fossem científicos mas também interessantes do ponto de vista de efeitos especiais.

Era assim que nascia In The Beginning, o Star Wars da Fecundação. Como em Star Wars, há uma trilha sonora grandiosa, créditos iniciais amarelos que dão o contexto do filme e uma bola luminosa no fundo espacial. Mas, em vez da Estrela da Morte, a esfera brilhante é um óvulo pronto para ser fecundado.

Como no episódio IV (e no VI, e no VII…) o objetivo, no curta, é invadir a esfera. Ao invés de pequenos caças espaciais, quem navega até o óvulo são os espermatozoides, todos competindo para entrar primeiro.

Animação engraçadinha básica já é difícil de fazer. Mas Reilly e Inger conseguiram reproduzir perfeitamente o que acontece na natureza, até o nível molecular. Em um momento de superzoom da animação, vemos a cauda dos espermatozoides em uma imagem ultramaximizada. E ali podemos ver exatamente como as moléculas se coordenam em nove pares de tubos ao redor de um tubo central, e propulsionam o espermatozoide até o óvulo.

O problema é que nem sabíamos com precisão tudo que acontecia ali. Para produzir essa cena, portanto, foi preciso voltar ao laboratório e fotografar as moléculas de espermatozoides de verdade. O problema é que essa modalidade de fotografia é bastante complexa. Existe a opção de congelar as moléculas para ter imagens de alta definição. Mas, na vida real, moléculas estão em movimento constante. Se não fosse possível registrar isso, a animação não teria valor científico nenhum. Foi necessário, então, utilizar também o método que ganhou o Nobel de Química deste ano, a crio-microscopia eletrônica. Nesse caso, as moléculas ainda mantêm seu movimento, mas a qualidade da imagem é muito reduzida.

Combinar esses dois tipos de imagem é como tentar ler emojis de Android no iPhone. Mas foi exatamente isso que os cientistas fizeram, usando um software de animação chamado Houdini, queridinho de designers de games e estúdios de cinema.

Com toda essa pesquisa, eles acabaram esbarrando, sem querer, em uma descrição inédita do funcionamento da cauda dos espermatozoides. Como vimos, a cauda é a responsável pela locomoção dessas células sexuais. Mas nesse superzoom do filme, os pesquisadores puderam olhar mais de perto para proteínas presentes nesse “rabo”, chamadas dineínas.

Nos espermatozoides, as dineínas ficam presas aos microtúbulos que os cientistas fotografaram. Só que essas proteínas são como motores de carro – precisam de energia para funcionar. O combustível delas, e do seu corpo todo, é uma molécula chamada adenosina trifosfato, o ATP. Quando ele é convertido em ADP (adenosina difosfato), libera energia. ATP, então, é como uma série de pilhas que acumulamos nas células, para poder “quebrar” conforme a necessidade.

O interessante é que, quando foram fazer o curta, os cientistas puderam observar que a dineína muda de formato depois que um ATP perto dela é convertido em ADP. Ela se dobra, empurrando o microtúbulo onde está presa. Ele, por sua vez, se mexe, como um espasmo – exatamente o que vemos no vídeo.

Os detalhes são complexos, mas o resultado no curta é familiar (seja para fãs de esportes olímpicos ou filmes tipo Ben-Hur): os espasmos nos microtúbulos, coordenados, lembram muito remadores, que se movem ao mesmo tempo para dar propulsão ao barco.

In the Beginning está sendo divulgado como prova de que técnicas de Hollywood podem ser úteis não só para divulgar ciência, mas também para promover descobertas científicas diretamente. “Imagina só se, em uma parecia com um filme de ficção científica, um laboratório colabora para criar um modelo de vírus. O filme garantiria uma representação incrivelmente realista desse vírus e os cientistas aprenderiam muito sobre o organismo dele no processo”, disse Reilly à Popular Science.

Como no filme de George Lucas, a criação dos cientistas fãs de Star Wars também termina com uma invasão à bola brilhante por um dos pequenos caças. A diferença é que a esfera não se destrói de dentro para fora: o interior dela, de repente, se duplica. Essa é a verdadeira vitória definitiva – o DNA que entrou nessa célula pode se replicar por gerações a fio. Com sorte, a Força será poderosa nessa família.