O segredo das medusas para regenerar o seu corpo

As medusas são animais que possuem a capacidade única de regenerar partes do corpo. Uma equipa de investigadores japoneses revelou os mecanismos celulares que dão às medusas estas “superpotências”

“Actualmente os nossos conhecimentos em biologia são limitados porque muitos estudos foram desenvolvidos utilizando ratos, moscas, vermes, peixes…etc. como modelos animais. Uma vez que existem milhões de espécies na Terra, é importante estudar vários animais e expandir os nossos conhecimentos”, Yuichiro Nakajima , professor associado do Instituto de Investigação Científica Interdisciplinar da Universidade de Tohoku no Japão, e um dos autores do estudo, explica numa declaração “

“As alforrecas são um desses animais com características biológicas interessantes”, diz Nakajima. “Por exemplo, têm células picantes, chamadas cnidócitos, para capturarem as suas presas”

Células picantes

As células picantes são chamadas cnidócitos

A medusa já existe há mais de 500 milhões de anos. São animais bilateralmente simétricos que possuem a capacidade de regenerar partes do corpo – uma característica que a maioria dos animais mais complexos, incluindo os humanos, perderam. Estes invertebrados poderiam desempenhar um papel central na compreensão da biologia evolutiva de animais bilaterais simétricos, como os humanos.

Para o estudo, os investigadores utilizaram Cladonema pacificum, uma alforreca do grupo cnidariano, nomeada pelas suas células picantes com tentáculos de ramificação. O objectivo era investigar o padrão espacial da proliferação celular, e o seu papel durante o desenvolvimento e regeneração da medusa, a fim de tentar estabelecer a base celular deste fenómeno. “Com fácil manutenção no laboratório e uma alta taxa de desova, Cladonema é uma espécie adequada para estudar vários aspectos da biologia das medusas”, explica Nakajima.

Para investigar o papel da proliferação celular após a ingestão de alimentos no crescimento do corpo, forma de tentáculo e regeneração na medusa Cladonema, os investigadores examinaram a distribuição de células que desempenham um papel central na replicação do ADN durante a divisão celular, produzindo novas células “filhas” idênticas à célula “mãe”.

Crescimento

A chave para decifrar a regeneração das medusas é o controlo molecular da reprodução celular

Encontraram grupos espacialmente diferenciados de células em crescimento na fase de medusas (fase reprodutiva do animal). O desenvolvimento celular na parte do corpo do animal em forma de guarda-chuva era uniforme, enquanto que nos tentáculos ocorria em aglomerados.

Após parar o fornecimento de alimentos ou bloquear a proliferação celular utilizando um agente inibidor do ciclo celular, os investigadores descobriram que o aumento do tamanho do corpo tinha parado, e também observaram defeitos no desenvolvimento dos tentáculos, diferenciação das células estaminais em células picantes, e regeneração. Estes resultados sugerem que uma medusa adulta na natureza possui células em crescimento activo que desempenham um papel no controlo do tamanho do corpo, da forma do tentáculo e da regeneração.

Imagem de um espécime de alforreca chamado 'Aequorea Macrodactyla''Aequorea Macrodactyla'

Imagem de um espécime de medusa chamada ‘Aequorea Macrodactyla’ mostrando o corpo em forma de guarda-chuva

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p>Adicionalmente, os investigadores descobriram que, quando os alimentos não estavam disponíveis, as medusas apresentavam uma diminuição gradual do volume após 24 horas, sugerindo que são sensíveis à disponibilidade de alimentos e capazes de se adaptar às mudanças metabólicas em resposta às condições ambientais.

“Estamos actualmente a tentar compreender os mecanismos moleculares do desenvolvimento e regeneração de Cladonema”, diz Sosuke Fujita, estudante de mestrado na Escola de Pós-Graduação em Ciências Biológicas da Universidade de Tohoku e primeiro autor da investigação, no mesmo comunicado. “Com base neste estudo, o controlo molecular da reprodução celular é a chave para decifrar o crescimento e regeneração da medusa”

De acordo com Nakajima, o grupo de cientistas também planeia investigar as diferenças entre as duas diferentes fases adultas destes animais: medusa (sexual) e pólipo (assexual). “Para este objectivo, identificaremos mudanças na expressão genética associadas a diferentes contextos de desenvolvimento e planeamos introduzir ferramentas genéticas para a manipulação genética”, conclui Nakajima.

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