Anêmona do mar regula células-tronco por meio de genes conservados evolutivamente
A anêmona-do-mar Nematostella vectensis é potencialmente imortal. Usando métodos genéticos moleculares, biólogos do desenvolvimento liderados por Ulrich Technau da Universidade de Viena identificaram agora possíveis candidatos para células-tronco multipotentes na anêmona-do-mar pela primeira vez. Essas células-tronco são reguladas por genes evolutivamente altamente conservados, que em humanos geralmente são ativos apenas na formação de óvulos e espermatozoides, mas dão aos antigos filos animais, como os cnidários, um alto grau de capacidade regenerativa para até mesmo escapar do envelhecimento. Os resultados estão sendo publicados atualmente na Science Advances e também podem fornecer insights sobre o processo de envelhecimento humano no futuro.
“Vivemos tanto quanto nossas células-tronco” é uma afirmação um tanto ousada, mas essencialmente precisa. As células-tronco contribuem para a renovação constante de várias células e tecidos em humanos, por exemplo, células sanguíneas, pele ou cabelo. Se as células-tronco perdem essa capacidade ou seu número diminui no curso da vida, o corpo envelhece ou desenvolve doenças. As células-tronco são, portanto, de grande interesse para a pesquisa biomédica.
Enquanto humanos e a maioria dos vertebrados só conseguem regenerar partes de certos órgãos ou membros, outros grupos de animais têm mecanismos de regeneração muito mais fortes. Essa habilidade é possível graças às células-tronco pluripotentes ou multipotentes, que podem formar (diferenciar) quase todos os tipos de células do corpo. A anêmona-do-mar Nematostella vectensis também é altamente regenerativa: ela pode se reproduzir assexuadamente por brotamento e também não mostra sinais de envelhecimento, o que a torna um assunto interessante para pesquisa com células-tronco. No entanto, os pesquisadores ainda não conseguiram identificar nenhuma célula-tronco nesses animais.
Usando o novo método “Single Cell Genomics”, Technau e sua equipe puderam identificar células de um organismo complexo com base em seus perfis específicos de transcriptoma e determinar de quais células-tronco elas se desenvolveram. “Ao combinar análises de expressão gênica de célula única e transgênese, agora conseguimos identificar uma grande população de células na anêmona-do-mar que formam células diferenciadas, como células nervosas e células glandulares e, portanto, são candidatas a células-tronco multipotentes”, explica o primeiro autor Andreas Denner da Universidade de Viena. Elas permaneceram desconhecidas até agora devido ao seu tamanho minúsculo.
Essas células-tronco potenciais expressam os genes evolutivamente altamente conservados nanos e piwi, que permitem o desenvolvimento de células germinativas (espermatozoides e óvulos) em todos os animais, incluindo humanos. Ao mutar especificamente o gene nanos2 usando a tesoura de genes CRISPR, os cientistas também conseguiram provar que o gene é necessário para a formação de células germinativas em anêmonas-do-mar. Também foi demonstrado em outros animais que esse gene é essencial para a produção de gametas.
Isso prova que essa função genética surgiu há cerca de 600 milhões de anos e foi preservada até hoje. Em estudos futuros, Ulrich Technau e sua equipe agora querem investigar quais propriedades especiais das células-tronco da anêmona-do-mar são responsáveis por sua potencial imortalidade.
Publicação original:
Andreas Denner, Julia Steger, Alexander Ries, Elizaveta Morozova-Link, Josefine Ritter, Franziska Haas, Alison G. Cole, Ulrich Technau. Nanos2 marca precursores de linhagens somáticas e é necessário para a formação da linha germinativa na anêmona-do-mar Nematostella vectensis. Science Advances.
DOI: 10.1126/sciadv.ado0424
