Os pesquisadores geraram células de esperma de rato dentro de camundongos estéreis usando uma técnica chamada complementação de blastocisto. O adiantamento aparece dia 4 de agosto no jornal Relatórios de células-tronco.
“Nosso estudo mostra que podemos usar animais estéreis como hospedeiros para a geração de células germinativas de outras espécies animais”, diz o autor sênior Ori Bar-Nur, biólogo de células-tronco da ETH Zurich. “Além de um avanço conceitual, essa noção pode ser utilizada para produzir gametas de espécies animais ameaçadas dentro de animais mais prevalentes. Outras implicações podem envolver um método aprimorado para produzir modelos transgênicos de ratos para pesquisas biomédicas”.
Células-tronco pluripotentes (PSCs) fornecem uma ferramenta poderosa para a pesquisa biomédica, mas a geração de gametas na forma de óvulos ou espermatozóides a partir de PSCs é um empreendimento altamente desafiador. Em estudos anteriores, os pesquisadores usaram uma técnica chamada complementação de blastocisto para gerar órgãos de ratos em camundongos usando PSCs e embriões de camundongos mutantes que não podem produzir órgãos específicos. Com base nesse trabalho, Bar-Nur e seus colaboradores se perguntaram se seria possível gerar esperma de rato dentro de camundongos portadores de uma mutação genética que, de outra forma, os tornaria estéreis.
Para testar essa ideia, os pesquisadores injetaram PSCs de ratos em embriões de camundongos para produzir quimeras de ratos. Um gene essencial para a produção de esperma foi mutado nos blastocistos de camundongos. As células-tronco do rato desenvolveram-se junto com as células do camundongo, gerando um animal quimérico composto por genótipos das duas espécies. Como consequência da mutação genética indutora de esterilidade, um nicho vazio se desenvolveu dentro dos testículos, o que permitiu que as células de rato os colonizassem e gerassem exclusivamente espermatozoides de rato em quimeras de camundongos. Os espermatozóides poderiam fertilizar óvulos de rato, mas os embriões não se desenvolveram normalmente ou deram origem a descendentes vivos.
“Ficamos surpresos com a relativa simplicidade com que pudemos misturar as duas espécies para produzir quimeras camundongo-rato viáveis. Esses animais, em geral, pareciam saudáveis e se desenvolveram normalmente, embora carregassem tanto células de camundongo quanto de rato em um animal quimérico”, disse. diz Bar-Nur. “A segunda surpresa foi que, de fato, todas as células espermáticas dentro das quimeras eram de origem de rato. Como tal, o ambiente hospedeiro do camundongo, que era estéril devido a uma mutação genética, ainda era capaz de suportar a produção eficiente de células espermáticas de uma espécie animal diferente .”
Embora os pesquisadores tenham conseguido gerar espermatozóides de ratos que pareciam morfologicamente indistinguíveis dos espermatozoides de ratos normais, essas células eram imóveis e as taxas de fertilização dos óvulos de ratos eram significativamente menores em comparação com os espermatozóides de ratos produzidos em ratos. No entanto, o trabalho fornece uma prova de princípio de que é possível gerar espermatozóides de uma espécie animal em outra misturando as duas espécies em um organismo gerado artificialmente chamado quimera. O uso de camundongos estéreis para PSCs de ratos geneticamente modificados pode acelerar a produção de ratos transgênicos para modelar doenças humanas em pesquisas biomédicas.
No futuro, os pesquisadores tentarão produzir animais vivos a partir de células de esperma de rato que foram produzidas em quimeras de rato-rato. “Precisamos melhorar a técnica e demonstrar que o esperma de rato produzido em camundongos pode dar origem a ratos adultos ao fertilizar óvulos de ratos”, diz Bar-Nur.
Um plano mais distante é adaptar essa técnica para a produção de gametas de espécies de roedores ameaçadas de extinção para apoiar os esforços de conservação de espécies animais. “Por exemplo, na medida em que podemos obter células-tronco de um roedor ameaçado, que em algum momento pode se extinguir, podemos empregar o mesmo método para produzir suas células germinativas por meio da produção de quimeras com camundongos”, disse Bar- Nur diz. “No entanto, é importante observar que vários obstáculos científicos precisarão ser superados para adaptar essa técnica a outras espécies animais. Além disso, ainda é preciso mostrar a produção de células reprodutivas femininas (ou seja, óvulos) em camundongos estéreis fêmeas, especialmente se imaginarmos a utilização dessa tecnologia para esforços de conservação de espécies.”