Cientistas criam vermes “Frankenstein” que crescem cabeças e cérebros de outras espécies
Cientistas da Universidade de Tufts, nos EUA, criaram vermes capazes de crescer cabeças e cérebros de outras espécies, apenas através da manipulação da comunicação celular.
A pesquisa é um exemplo de como o desenvolvimento pode ser controlado por mais do que a genética. Os pesquisadores não alteraram o DNA dos “platelmintos Frankenstein”, apenas manipularam as proteínas que controlam o “diálogo” entre suas células.
“É comum pensar que a sequência e estrutura da cromatina – o material que compõe os cromossomos – determina a forma de um organismo, mas nossos resultados mostram que a função das redes fisiológicas pode sobrepor a anatomia específica da espécie”, disse o biólogo Michael Levin, um dos autores da pesquisa.
Comunicação interrompida
No seu estudo, os pesquisadores utilizaram um pequeno verme de água doce, Girardia dorotocephala, conhecido por ser capaz de regenerar tecidos perdidos.
Este animal possui um grande número de neoblastos, células estaminais totipotentes que podem tornar-se qualquer tipo de célula no corpo. Nos seres humanos, as células são totipotentes apenas nos primeiros dias de desenvolvimento embrionário.
Primeiro, os cientistas cortaram as cabeças dos vermes. Em seguida, para alterar a regeneração dessas cabeças, eles interromperam canais de proteínas chamadas junções comunicantes.
Células enviam impulsos elétricos através dessas junções, a fim de se comunicar. Os pesquisadores descobriram que eles podiam facilmente manipulá-las para que os animais desenvolvessem a cabeça e o cérebro de espécies semelhantes estreitamente relacionadas.
As mudanças
Normalmente, G. dorotocephala ostenta uma cabeça pontuda com duas projeções alongadas como orelhas, chamadas aurículas, próximas aos olhos.
Após a manipulação dos pesquisadores, alguns dos vermes desenvolveram suas cabeças normais, enquanto outros cresceram cabeças arredondadas como as de S. mediterranea; cabeças com pescoços grossos e pontudos e orelhas de gato como as de P. felina; ou cabeças triangulares como as de D. japonica.
Os cérebros dos animais pareciam seguir o mesmo caminho da forma da cabeça, de modo que os platelmintos que regeneraram uma cabeça como a de D. japonica, por exemplo, também mostraram morfologias do cérebro mais características de D. japonica do que G. dorotocephala.
Quanto mais distantes duas espécies eram na árvore genealógica evolutiva, mais difícil era induzir esse efeito.
Próximos passos na criação de vermes
Os resultados esclarecem questões importantes sobre como os genes e redes bioelétricas interagem para construir estruturas corporais complexas.
De acordo com Levin, se os genes fornecem um modelo para o corpo de um organismo, as células são como os trabalhadores necessários para transformar esse modelo em uma estrutura, e as junções são os walkie-talkies que esses trabalhadores usam para se comunicar.
Quando as comunicações são perturbadas, é possível interromper o processo de construção.
Os vermes ficaram com cabeças alteradas apenas por uma quantidade limitada de tempo, até que seus neoblastos reassumiram o controle e voltaram a suas velhas formas de cabeça e cérebro. No entanto, o laboratório de Levin já manipulou anteriormente outra espécie de verme para crescer duas cabeças e permanecer assim.
No futuro, os pesquisadores esperam que as descobertas levem a tratamentos para defeitos de nascimento e até mesmo medicina regenerativa, que visa substituir ou reconstruir tecidos e órgãos danificados. [LiveScience]
