Organizando a vida

Por: Giordano W. Calloni – Dpto. de Biologia Celular, Embriologia e Genética – UFSC 

Um artigo, publicado na conceituada revista Nature no último mês de maio, reforça, de maneira contundente, mais um dos aspectos da incrível conservação de mecanismos biológicos ao longo da Evolução.

Figura 1: a) experimento original de Spemann e Mangold, 1924.
b) experimento de Martyn e colaboradores, 2018. Figura modificada
de Pourquié, 2018.

Cientistas descobriram que em humanos ocorre a presença de uma estrutura que havia sido identificada inicialmente em embriões de sapos, há quase 100 anos atrás. Essa estrutura chama-se Organizador (tradução literal de “Organizer”). A história da descoberta do Organizador em sapos é por si só fascinante. Em 1924, Hans Spemann e sua aluna de doutorado Hilde Mangold fizeram o transplante de uma pequena região contendo um grupo de células de um embrião de uma espécie de salamandra (pigmentada) para uma outra espécie (não pigmentada) (Figura. 1a). O resultado foi absolutamente extraordinário: o grupo de células que foi transplantado foi capaz de induzir a formação de um segundo embrião parcial no tecido hospedeiro. Dessa forma, esse grupo de células transplantado tinha o poder de induzir os tecidos do hospedeiro a mudar seus “destinos” e formarem outras estruturas, originando um ser vivo novo e completo. Na verdade, esse segundo embrião formado, apenas um pouco menor, parecia um gêmeo siamês e era constituído pelo tecido transplantado, mas majoritariamente pelo tecido do hospedeiro.

Assim, pela capacidade de induzir e organizar o tecido hospedeiro formando um segundo embrião completo e perfeito, esse grupo de células foi chamado por Spemann e Mangold de: Organizador. Compreendido o que é o Organizador, voltemos agora a mais recente descoberta da presença do Organizador em humanos e por que tantos anos se passaram entre essa observação e aquela descrita em anfíbios há exatos 94 anos.

Teoricamente, mostrar a existência do organizador em humanos implicaria aos pesquisadores tentar obter embriões de três semanas de desenvolvimento. A partir de então, um transplante (como o feito por Spemann e Mangold) do grupo de células correspondente ao organizador deveria ser feito em outro embrião, no mesmo estágio de desenvolvimento, de maneira a testar se ocorreria a indução no hospedeiro da formação de um sistema nervoso e de estruturas esqueléticas (em suma, observar se essas células exerciam a função do organizador).

Dessa forma, obter embriões a partir de abortos espontâneos ocorridos a três semanas de idade seria uma possibilidade, mas bastante difícil sob os pontos de vista ético, técnico e logístico. Uma outra alternativa seria deixar embriões produzidos a partir de fertilização in vitro não utilizados desenvolverem-se por três semanas em uma placa de cultivo de células e então utilizá-los. Entretanto, a utilização de embriões além dos 14 dias na grande maioria dos países é proibida pela legislação ética vigente.

Assim, pesquisadores da Universidade Rockefeller acharam uma maneira muito engenhosa para contornar esses problemas utilizando as chamadas células tronco embrionárias. Atualmente, existem nos laboratórios em todo o mundo várias linhagens dessas células troncos produzidas com o objetivo de experimentação. Essas células normalmente não crescem de maneira “organizada” em uma placa de cultivo, mas os cientistas em questão modularam o microambiente do cultivo (notadamente a matriz extracelular – já falamos sobre ela aqui no Blog em 2015 acesse aqui – Regeneração de membros).

Com a modulação do microambiente, as células tronco embrionárias organizaram-se de maneira similar ao que fariam durante o desenvolvimento de um embrião caso estivessem em seu ambiente natural. Em seguida, os pesquisadores trataram essas células com duas moléculas sinalizadoras: Wnt e Activina, também presentes no embrião em desenvolvimento. Assim, eles conseguiram fazer com que essas células adotassem a identidade de um Organizador, no caso um Organizador Humano.

Com o objetivo de testar se realmente esta estrutura funcionaria como um organizador, eles transplantaram essas células para um embrião de galinha. O que eles observaram foi extraordinário: o Organizador Humano foi capaz de induzir as células hospedeiras da galinha a formar um tecido neural, mostrando claramente que o papel indutor do organizador estava presente (Figura. 1b).

Com certeza Mangold estaria maravilhada com todo o desdobramento de seu trabalho.  Seu estudo gerou uma das raríssimas teses de doutoramento que resultaram diretamente em um Prêmio Nobel, o de Fisiologia e Medicina, para Hans Spemann em 1935. Infelizmente, Mangold não pôde testemunhar as consequências e o sucesso de seus esforços. Em 1924, a cientista morreu tragicamente das graves queimaduras decorrentes da explosão de um aquecedor a gás em sua casa. Ela contava com apenas 26 anos e seu artigo científico acabava de ser publicado. Em 1920, o mundo científico era essencialmente masculino (e, infelizmente, frequentemente machista). O organizador ficou conhecido como “Organizador de Spemann” ao invés de “Organizador de Spemann-Mangold” como atualmente muitos cientistas tem proposto e feito referência em busca de fazer justiça à memória de Hilde Mangold.

Referências Bibliográficas:

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