Pesquisa da Universidade de Stanford revelou que o verme marinho Schizocardium californicum reprograma células larvais para novas funções no estágio adulto, desafiando conceitos sobre restrição funcional celular no desenvolvimento animal.
Um verme marinho gelatinoso está mudando o que sabemos sobre a vida animal ao revelar um segredo da metamorfose: suas células não apenas morrem ou crescem, elas se transformam. Pesquisadores de Stanford descobriram que, no Schizocardium californicum, a maioria das células larvais é reprogramada para assumir novas funções no organismo adulto. O estudo, publicado na Nature Communications, desafia a visão clássica de que as células perdem a versatilidade à medida que o organismo amadurece.
O animal analisado pertence à espécie de verme-bolota Schizocardium californicum, habitante do Oceano Pacífico. O organismo inicia a vida com formato semelhante a uma cabeça flutuante antes de passar por transformações morfológicas completas até atingir a fase adulta.
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A equipe da Estação Marinha Hopkins da Universidade de Stanford rastreou as etapas biológicas do animal por meio de análises genéticas detalhadas. O trabalho identificou que a reorganização do corpo ocorre por reaproveitamento celular direto, sem a morte em massa das estruturas da fase larval.
Como ocorre a reprogramação das células no organismo?
A equipe científica realizou o sequenciamento de RNA de célula única em cinco etapas de desenvolvimento do verme marinho: larva inicial, larva tardia, metamorfose, juvenil inicial e juvenil tardio. O processo mapeou 12 classes diferentes de células, englobando tecidos como pele, cartilagem e componentes do sistema imune.
Os dados demonstraram que os neurônios da fase larval apresentavam maior semelhança genética com as células intestinais larvais do que com os neurônios da fase adulta. A semelhança entre diferentes tecidos na mesma fase indicou que mais da metade das células passou por reprogramação estrutural.
Para confirmar a permanência dos tecidos, o pesquisador Paul Bump aplicou um marcador persistente em células da larva antes da metamorfose.
O experimento registrou que as unidades marcadas continuaram ativas no organismo adulto, com exceção das células musculares e do mesoderma, que mantiveram funções originais. A análise genética avaliou mais de 87.000 células de vermes-bolota em cinco estágios de desenvolvimento.
Por que a descoberta desafia a biologia do desenvolvimento?
A ciência tradicional considerava a reprogramação celular um evento restrito a processos de regeneração pós-lesão ou restrito a organismos simples como esponjas e águas-vivas. O Schizocardium californicum é o primeiro animal de corpo bilateral identificado com essa dinâmica durante o desenvolvimento natural.
"A reprogramação é uma espécie de fruta exótica na biologia do desenvolvimento", disse Christopher Lowe, autor sênior do estudo e professor da Escola de Humanidades e Ciências de Stanford. "Geralmente, costumávamos pensar que, à medida que as células se desenvolvem, elas se tornam cada vez mais restritas em sua função."
O verme-bolota integra o filo Hemichordata, grupo considerado um elo evolutivo com os animais vertebrados, incluindo os mamíferos. A identificação do mecanismo amplia a compreensão sobre a evolução de espécies com desenvolvimento indireto em comparação com organismos de desenvolvimento direto.
"Isso sugeriu que as células não estavam morrendo em grande escala; elas estavam, na verdade, sendo transferidas", afirmou Lowe sobre o processo de transição morfológica e celular registrado no animal marinho.
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