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A vida do minúsculo verme chamado Caenorhabditis elegans consiste principalmente em procurar comida, comer comida e botar ovos. Portanto, quando qualquer um desses comportamentos é interrompido, há motivo para preocupação. Em um novo estudo, os cientistas do Instituto Salk descobriram que a dopamina, substância química do cérebro para “sentir-se bem”, regula o comportamento ansioso de vermes na presença de predadores beliscando.
As descobertas, publicadas na eLife em 11 de julho de 2023, iluminam como essa via cerebral regulada pela dopamina pode estar relacionada à ansiedade e pode fornecer informações sobre as condições humanas, como transtorno de estresse pós-traumático (TEPT).
“Os vermes são um modelo maravilhoso para estudar a ansiedade porque a causa de sua ansiedade é normalmente conhecida, como a predação”, diz o professor Sreekanth Chalasani, autor sênior do novo trabalho. “Assim, podemos usar vermes para entender melhor as vias neurais fundamentais relacionadas à ansiedade e respostas ao estresse que podem ser conservadas entre as espécies”.
Neste estudo, os pesquisadores observaram o que acontecia quando uma espécie de verme predador (Pristionchus pacificus) beliscou os vermes, desencorajando-os de comer a fonte de alimento. Em resposta, os vermes se afastaram da fonte de alimento e os predadores puderam comer mais. Além disso, os vermes também depositaram seus ovos longe da antiga fonte de alimento e da ameaça de predação.
Os pesquisadores notaram que os vermes ficavam longe mesmo depois que os predadores iam embora – indicando que os vermes estavam aprendizado que era mais seguro ficar longe. Além disso, o comportamento de colocar os ovos longe dos predadores foi regulado pela dopamina. Mas quando os pesquisadores bloquearam os caminhos da dopamina nos vermes, eles não evitaram os predadores com tanta frequência para colocar seus ovos.
“Para entender como o cérebro funciona, é importante estudá-lo em seu contexto natural”, diz a coautora Amy Pribadi, ex-estudante pesquisadora do laboratório de Chalasani. “Para fazer isso, podemos usar um verme simples com um ambiente natural facilmente construído e, em seguida, observar como as redes e moléculas do cérebro desse verme modulam o comportamento nesse ambiente ‘natural’”.
Além disso, os pesquisadores exploraram como a presença de manchas menores de comida longe da principal fonte de alimento afetava as interações verme-predador. Enquanto os predadores estavam ocupados monopolizando uma fonte de alimento principal, a presença de fontes de alimento alternativas (embora menores) em outros lugares tornava os vermes mais propensos a evitar predadores.
“Os vermes tomam decisões com base em mudanças ambientais semelhantes a animais e humanos mais complexos”, diz o co-autor Michael Rieger, pesquisador de pós-doutorado no laboratório de Chalasani. “Dificuldade de adaptação à mudança – especialmente devido a ameaças ou estresse – é comum em humanos, especialmente naqueles com distúrbios neurológicos. Nossa pesquisa neste organismo simples revela novos caminhos para explorar a neurociência da tomada de decisão, que esperamos pode generalizar todos o caminho até a cadeia alimentar para os seres humanos.”
No futuro, a equipe examinará o papel de outra substância química do cérebro chamada serotonina nesse comportamento evasivo, já que a serotonina é conhecida por regular outros comportamentos dependentes de dopamina, como procurar comida. Eles também esperam que seu estudo sirva como um trampolim para investigações futuras sobre o impacto de outras vias de sinalização cerebral que influenciam a alimentação, a reprodução e outros comportamentos.
“Ao observar os vermes, você captura uma biologia tão complexa em um animal que evoluiu ao longo de bilhões de anos”, diz Chalasani. “Qualquer insight – mesmo em vermes – sobre os mecanismos do comportamento predador-presa enriquece nossa compreensão de tantos outros fenômenos que exibem essa relação biológica push-pull, como a coevolução de animais e seu ambiente ou o delicado equilíbrio de conversas químicas entre as células.”
Outros autores incluem Kaila Rosales e Kirthi C. Reddy de Salk.
O trabalho foi apoiado por uma bolsa de pesquisa de pós-graduação da National Science Foundation, uma bolsa de inovação do Kavli Institute of Brain and Mind e do National Institutes of Health (R01 MH113905).
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