Cientistas que estudam dados de atividade genética do embrião humano primitivo descobriram um tipo de célula negligenciada que se autodestrói dias após a formação, como parte de um processo de controle de qualidade para proteger o feto em desenvolvimento. As descobertas fornecem informações sobre o que acontece nos primeiros estágios da vida após a fertilização, o que pode ajudar no futuro a melhorar a fertilização in vitro ou os tratamentos de medicina regenerativa.
Um novo estudo publicado em 20 de junho de 2023 em Biologia PLoS por uma equipe internacional de cientistas, incluindo pesquisadores da Universidade de Bath, descobre que nosso desenvolvimento inicial no útero pode ser bem diferente do que sempre supusemos.
Enquanto os humanos adultos são compostos de trilhões de células, todos nós começamos como apenas uma célula, o óvulo fertilizado. Isso se divide para se tornar 2 células que, por sua vez, se dividem para se tornarem quatro, que se tornam 8 e assim por diante. Em algum momento, as células começam a se especializar em sua função. Como trens enviados para diferentes estações finais, alguns serão desviados para se tornar a placenta, enquanto outros se tornarão o embrião.
Célula embrionária autodestrutiva
A equipe de cientistas analisou dados publicados anteriormente sobre a atividade genética de cada célula individual de embriões de 5 dias e descobriu que cerca de um quarto das células não se encaixava no perfil de nenhum dos tipos de células conhecidas (pré-embrião, pré-placenta etc).
Investigando mais, eles descobriram que essas células continham os chamados “elementos jovens transponíveis” ou “genes saltadores”. Esses são elementos nocivos do DNA que podem se copiar e se inserir de volta em nosso DNA, muitas vezes causando danos no processo.
Coloração de embriões por colaboradores do projeto na Espanha confirmou a existência das células com proteínas derivadas dos genes saltadores.
Olhando um pouco mais adiante no tempo, a equipe descobriu que seus descendentes tinham danos no DNA e passavam por um processo de morte celular programada.
Mecanismo de controle de qualidade
Esse processo, sugerem os pesquisadores, parece uma forma de controle de qualidade: seleção entre as células em favor das boas.
Dr Zsuzsanna Izsva?k, co-autor sênior do Max Delbrück Center e especialista em DNA móvel, disse: “Os seres humanos, como todos os organismos, lutam em um jogo interminável de gato e rato com esses genes saltadores nocivos.
“Embora tentemos suprimir esses genes saltadores por todos os meios possíveis, muito cedo no desenvolvimento eles estão ativos em algumas células, provavelmente porque não conseguimos colocar nossas defesas genéticas no lugar com rapidez suficiente”.
O co-autor principal, professor Laurence Hurst, do Milner Center for Evolution da Universidade de Bath, disse: “Se uma célula é danificada pelos genes saltadores – ou qualquer outro tipo de erro, como ter poucos ou muitos cromossomos – – então é melhor para o embrião remover essas células e não permitir que elas se tornem parte do bebê em desenvolvimento.
“Estamos acostumados com a ideia de seleção natural favorecendo um organismo em detrimento de outro. O que estamos vendo dentro dos embriões também parece a sobrevivência do mais apto, mas desta vez entre células quase idênticas. Parece que descobrimos uma nova parte do nosso arsenal contra esses componentes genéticos nocivos”.
Usando velhos inimigos genéticos para lutar contra novos
Por outro lado, os dados de uma única célula mostraram que as células-chave que se tornarão o embrião (a massa celular interna ou ICM) não contêm genes saltadores, mas expressam um gene semelhante a um vírus chamado vírus humano endógeno H. Isso ajuda a suprimir o jovem genes saltadores na massa celular interna, ajustando-se a um padrão emergente de que usamos nossos antigos inimigos genéticos para combater nossos novos.
Os autores sugerem que, se o processo de controle de qualidade for muito sensível, o embrião como um todo pode morrer. Isso pode explicar por que algumas mutações em nosso sistema para detectar danos em embriões iniciais também estão associadas à infertilidade.