Finalmente Vimos em Detalhes Esquisitos Como os Dedos das Mãos e dos Pés Humanos Crescem
Ao contrário do que muitos pensam, o crescimento dos dedos das mãos e dos pés humanos não acontece de forma linear e externa. Na verdade, essas partes do corpo são formadas a partir de um núcleo maior, sendo esculpidas com o tempo.
Este processo fascinante foi detalhadamente revelado através da primeira atlas celular humano para o desenvolvimento inicial dos membros. Este estudo marca um avanço significativo no entendimento de como os membros se formam.
Antes dessa descoberta, a maior parte do que sabíamos sobre o desenvolvimento de membros em vertebrados vinha do estudo de outros animais, como ratos e embriões de galinha, além de células-tronco cultivadas em laboratório. Embora existam semelhanças entre humanos e outros vertebrados, nossas características biológicas possuem diferenças notáveis.
As limitações tecnológicas do passado, que agora foram superadas, e as restrições éticas relacionadas ao uso de embriões humanos em pesquisas, que permitiam estudos apenas até o 14º dia de desenvolvimento (uma norma que foi recentemente flexibilizada), dificultavam o entendimento detalhado da formação dos membros nos estágios iniciais.
Historicamente, observou-se que os membros começam como brotos indistintos nas laterais do corpo embrionário. Após oito semanas, esses brotos evoluem para membros distintos e reconhecíveis, com dedos formados.
Este processo no desenvolvimento embrionário é notável, resultando em uma das características mais distintas dos humanos: os polegares opositores, longos e finos.
Pesquisas de 2014 já haviam indicado como moléculas específicas, ativadas em momentos precisos do desenvolvimento embrionário, contribuíam para a formação dos dedos. Entretanto, esses conhecimentos eram baseados em simulações de dados experimentais.
Agora, uma equipe internacional de pesquisa liderada pelo biólogo celular Bao Zhang, da Universidade Sun Yat-sen na China, conseguiu elucidar com mais detalhes este processo. Eles analisaram milhares de células individuais de tecidos embrionários doados, com idades entre 5 e 9 semanas.
Os resultados, publicados em um artigo científico, revelaram a existência de 67 agrupamentos celulares distintos a partir de mais de 125.000 células únicas. Eles mapearam essas células em quatro estágios do primeiro trimestre do desenvolvimento, lançando luz sobre a complexidade da formação dos membros.
Segundo a equipe, o estudo desvendou vários novos estados celulares e apresentou um processo altamente complexo e meticulosamente regulado.
Hongbo Zhang, autor sênior do estudo, compara esse processo a um escultor trabalhando meticulosamente em um bloco de mármore para revelar uma obra-prima. Neste caso, a natureza é a escultora, e o resultado é a complexidade impressionante de nossos dedos.
Um vídeo que acompanha a pesquisa mostra como padrões de expressão genética influenciam a formação dos dígitos. No vídeo, é possível ver a expressão do gene IRX1, crucial para a formação dos dígitos (representado em aqua), e do gene SOX9, essencial para o desenvolvimento esquelético (em magenta), sobrepondo-se em áreas distintas do membro em desenvolvimento.
Por volta da sétima semana de desenvolvimento, instruções para morte celular programada são ativadas em certas células nessas áreas, definindo mais claramente os dedos e os pés.
Esse processo, impulsionado pela expressão genética e semelhante à escultura em mármore, esculpe os dedos e os pés a partir de uma massa maior, com células desnecessárias recuando da ponta à base.
Anomalias nesse processo podem levar a deformidades nos membros, que ocorrem em 1 de cada 500 recém-nascidos, tornando-se algumas das síndromes mais comuns ao nascer.
A equipe também explorou genes associados a condições congênitas, como dedos curtos (braquidactilia) ou dedos unidos (sindactilia), para entender melhor onde o desenvolvimento dos membros pode desviar do curso normal.
Sarah Teichmann, autora sênior e bióloga computacional do Wellcome Sanger Institute, enfatiza que este estudo representa um avanço na captura do desenvolvimento dos membros em uma resolução de célula única, tanto espacial quanto temporalmente.
Teichmann destaca que a criação desses atlas de células únicas aprofunda nosso entendimento sobre como estruturas anatomicamente complexas se formam. Isso ajuda a descobrir os processos genéticos e celulares por trás do desenvolvimento humano saudável, com amplas implicações para pesquisa e saúde.
Importante ressaltar que a pesquisa também mostrou que a formação de membros em humanos e ratos segue trajetórias semelhantes, embora com diferenças na ativação de genes e tipos celulares envolvidos. [Science Alert]
