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Pesquisadores montaram o primeiro genoma de referência para o rato do Nilo – uma espécie de modelo genético dessa espécie que pode ser usado para estudos laboratoriais e clínicos. A esperança, de acordo com Huishi Toh, pesquisador da UC Santa Barbara, é que seja útil para aqueles que investigam diabetes tipo 2 e distúrbios neurológicos associados a um ritmo diurno interrompido. O rato do Nilo é propenso a diabetes induzida por dieta e exibe um padrão diurno claro, incomum em roedores.
“Foi um risco e levou muito tempo”, disse Toh, cientista assistente do projeto no laboratório do biólogo celular Dennis Clegg, continuando o trabalho que ela iniciou no laboratório do professor emérito de biologia da UCSB, Dr. Jamie Thomson. “Mas quando você está montando um novo genoma, precisa estar ciente de vários erros de sequenciamento”. Toh é o principal autor de um artigo que aparece na BMC Biologia.
‘Genoma altamente completo’
Organismos-modelo estão entre nossos melhores auxiliares na compreensão de algumas de nossas doenças mais complexas e são frequentemente escolhidos, entre outras coisas, por sua semelhança com os humanos de alguma forma física ou genética. É o caso do camundongo doméstico e do rato marrom, que são usados para investigar a genética subjacente de algumas doenças humanas.
Mas não é uma situação única para todos, particularmente no caso do diabetes tipo 2, que afeta mais de 35 milhões de pessoas nos Estados Unidos hoje. Embora os pesquisadores tenham usado camundongos e ratos comuns de laboratório para melhorar nossa compreensão da doença, rastrear o desenvolvimento do diabetes induzido por dieta e suas complicações nos modelos de roedores mais típicos não foi muito gratificante.
“Um grande problema na modelagem do diabetes tipo 2 é que ratos e camundongos de laboratório não são particularmente suscetíveis ao diabetes induzido por dieta”, disse Toh. “Camundongos induzidos pela obesidade são, de fato, modelos de pré-diabetes, e a manipulação genética ou química é frequentemente necessária para levar esses roedores convencionais a desenvolver diabetes e suas complicações, não imitando assim a progressão natural do diabetes tipo 2 em humanos”.
Nas últimas décadas, no entanto, o rato do Nilo emergiu como um modelo potencial para o diabetes tipo 2. Vindo das pastagens da África subsaariana, esses roedores vivem com uma dieta rica em fibras e pobre em carboidratos, ao contrário de seus primos mais urbanos, que podem já ter se adaptado a uma dieta rica em carboidratos mais semelhante à humana. Descobriu-se que a comida de laboratório era hipercalórica para os ratos do Nilo, e eles, como os humanos, desenvolveriam espontaneamente diabetes induzida pela dieta.
Anteriormente, o laboratório Thomson demonstrou que o rato do Nilo poderia desenvolver retinopatia diabética com características importantes de perda de visão – semelhantes aos humanos – e ausente em outros modelos de roedores, solidificando assim o rato do Nilo como um modelo de diabetes tipo 2 bem desenvolvido. O que faltava era um genoma de referência, uma sequência genética que representasse o animal em geral e pudesse servir como pedra de toque ou ponto de partida na busca de variações genéticas que pudessem indicar suscetibilidade a certas doenças e outras condições relacionadas a genes. Em parceria com o Vertebrate Genome Project, Morgridge Institute for Research e University of Southern California, a colaboração internacional de pesquisadores reuniu um genoma “altamente completo e altamente contíguo”.
Entre as coisas que eles notaram ao comparar o genoma do rato do Nilo com o genoma do camundongo de laboratório estava que o rato do Nilo tinha menos cópias de um gene que codifica a enzima de processamento de carboidratos chamada amilase, possivelmente refletindo a falta de adaptação de dietas ricas em amido. .
“Achamos que o rato do Nilo não está adaptado para comer alimentos ricos em carboidratos, o que faz sentido porque eles normalmente comem grama na África”, disse Toh. “Acho que é por isso que eles são tão suscetíveis ao diabetes.” Por outro lado, camundongos de laboratório – tendo vivido perto e ao redor dos humanos – tinham mais cópias desse gene, um sinal de adaptação evolutiva ao ambiente.
Na verdade, disse Toh, um dos benefícios de ter um genoma de referência é que se torna possível testemunhar as consequências genéticas do impacto ambiental. “Atualmente, estamos usando esse genoma de referência para estudar mudanças transcriptômicas relevantes para o desenvolvimento inicial do diabetes induzido por dieta”, disse ela, “e, eventualmente, esperamos dar uma olhada na epigenética também”.
Este estudo foi financiado pela Garland Initiative for Vision, financiado pela William K. Bowes Jr. Foundation.
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