Helen Mendes Lima traduziu este artigo.
Quando José E. García-Arrarás precisa de mais animais para seu laboratório, ele não pode simplesmente fazer um pedido. Em vez disso, ele e seus alunos vão até a praia local.
García-Arrarás, professor de biologia da University of Puerto Rico, Rio Piedras, estuda a Holothuria glaberrima, uma espécie de pepino-do-mar. Esses invertebrados disformes, de aparência quase vegetal, se contorcem pelo fundo do mar até que baixos níveis de oxigênio, parasitas ou o aparecimento de um predador os levem a expelir todos os seus órgãos internos pela boca. Surpreendentemente, eles regeneram suas vísceras, bem como seu sistema nervoso, em cinco meses.
García-Arrarás investiga os mecanismos celulares e genéticos que tornam essa proeza possível. Ao contrário dos axolotes e dos ouriços-do-mar, que frequentemente são estudados por seus próprios poderes regenerativos, os pepinos-do-mar têm o corpo quase inteiramente mole, sem ossos nem endoesqueleto.
“É uma grande vantagem não ter que fazer um trabalho extra para dissolver as partículas de cálcio que estão incrustadas no tecido”, diz García-Arrarás.
García-Arrarás conversou com The Transmitter sobre as ferramentas que gostaria de ter, as células que são as protagonistas no processo de regeneração e as regiões do mundo onde vivem os pepinos-do-mar.
Esta entrevista foi editada para maior concisão e clareza.
The Transmitter: Por que os pepinos-do-mar são um modelo tão bom para estudar a regeneração?
José E. García-Arrarás: Em primeiro lugar, é um modelo animal muito acessível. Aqui em Porto Rico, eles são muito abundantes na natureza. Nós simplesmente vamos ao mar para coletá-los, pois não podemos comprá-los nem encomendá-los para entrega.
Sua capacidade de regeneração é muito forte; eles conseguem regenerar diversos órgãos e estruturas—sistema nervoso, intestino, sistema respiratório e, em algumas espécies, até mesmo metade do corpo. O outro ponto é que eles não possuem esqueleto.
TT: Como é o sistema nervoso deles?
JGA: O pepino-do-mar tem um anel nervoso na região anterior, ao qual estão ligados cinco cordões nervosos radiais. Esses cordões contêm muitos neurônios, mas não formam exatamente uma rede; é mais como se fossem cinco cordões nervosos ligados ao cérebro. Quando as pessoas pensam em nervos radiais, pensam em fibras. Mas, neste caso, trata-se de um cordão, semelhante ao que encontramos nos vertebrados. Na medula espinhal, por exemplo, há tanto neurônios quanto fibras passando por ela.
Temos estudado os tipos de células e o poder de regeneração dos cordões nervosos. Se cortarmos um deles, observamos como eles preenchem o espaço entre as duas extremidades e formam novos neurônios; em cerca de um mês, temos um trecho do sistema nervoso que parece normal.
TT: O que você aprendeu sobre como essa regeneração ocorre?
JGA: As células da glia estão profundamente envolvidas nesse processo. A descoberta mais recente que publicamos no ano passado é que essas células compartilham muitos marcadores que também são expressos pelas células da glia dos vertebrados. Acreditamos que as células da glia desempenhem um papel central no processo de regeneração. Estamos descobrindo agora que, para se regenerar, essas células perdem suas características biológicas e alteram sua expressão gênica. Elas se tornam o que chamamos de glia desdiferenciada, de modo que todas se transformam no mesmo tipo de célula antes de se diferenciarem em neurônios.
TT: O que você planeja estudar a seguir?
JGA: Com os experimentos de RNA de núcleo único que estamos realizando, nosso objetivo é observar os estágios em que as células estão alterando sua expressão gênica e no que estão se transformando. As células da glia se diferenciam novamente? Todas se transformam no mesmo tipo de célula? Essas células são todas pluripotentes, ou seja, podem dar origem a qualquer tipo de célula, ou mantêm as diferenças entre si? Isso faz parte da análise em andamento.
TT: Quais ferramentas científicas estão na sua lista de desejos?
JGA: O que queremos fazer agora é conseguir inibir a expressão de RNA in vivo. A técnica que usamos não é a ideal: cortamos o nervo e, ao mesmo tempo, fazemos eletroporação para introduzir pequenos oligonucleotídeos que interferem na expressão de um gene. O problema é que, toda vez que queremos reduzir a expressão desse RNA, precisamos cortar e aplicar eletroporação; assim, não conseguimos acompanhar a cicatrização porque estamos cortando o tempo todo. Estamos buscando diferentes métodos para fazer isso.
TT: O que você gostaria que outros cientistas soubessem sobre esse modelo?
JGA: Acho que há duas coisas diferentes. Uma é o aspecto glial—a função da glia na regeneração. A outra coisa, que para mim é incrível, é a caracterização dos neurônios dos equinodermos. Sabe-se muito pouco sobre os tipos de neurônios presentes nesses animais. Mas encontramos diferentes receptores de neuropeptídeos, como os receptores de kisspeptina e galanina. Isso mostra que alguns desses sistemas de neuropeptídeos são evolutivamente muito antigos. A kisspeptina é um dos peptídeos envolvidos na maturação sexual em humanos e, aparentemente, também poderia ter um papel na maturação sexual desses animais.
TT: Existem outros países onde os pesquisadores também se dedicam aos pepinos-do-mar?
JGA: Na China, há outras espécies de pepinos-do-mar, que também são estudadas quanto à regeneração, além do crescimento e desenvolvimento. Na verdade, a primeira sequência completa do genoma de um pepino-do-mar foi obtida por uma equipe chinesa. Também há grupos no Japão, na Rússia, na Inglaterra e nos Estados Unidos. São animais bem internacionais!
