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Um estudo internacional liderado pela Faculdade de Medicina da Universidade de Bonn identificou um gene que desempenha um papel importante no desenvolvimento do embrião humano. Se for alterado, podem ocorrer malformações de vários sistemas de órgãos. O gene surgiu muito cedo na evolução. Ele também existe no peixe-zebra, por exemplo, e desempenha uma função semelhante ali. Os resultados já foram publicados no Jornal de Genética Médica.
Os pesquisadores rastrearam o gene quando estudaram dois indivíduos com malformações congênitas. “Era um homem e sua sobrinha”, explica o Dr. Gabriel Dworschak. “Ambos tinham rins, trato urinário e esôfago malformados, e o homem também tinha braço direito e coração malformados.”
O médico do University Children’s Hospital em Bonn realiza pesquisas sobre doenças genéticas raras nos Institutos de Anatomia e Genética Humana. Quando a equipe analisou a composição genética dos membros da família, eles se depararam com uma anomalia: um gene chamado SHROOM4 foi alterado em indivíduos afetados em comparação com indivíduos saudáveis.
O SHROOM4 já era familiar em outro contexto: era conhecido por desempenhar um papel fundamental na função cerebral. As mutações podem resultar em deficiência intelectual, convulsões epilépticas e anormalidades comportamentais. “Nossas descobertas indicaram, porém, que pode desempenhar um papel mais amplo no desenvolvimento de órgãos embrionários”, explica Dworschak.
A equipe de Bonn pesquisou internacionalmente outros casos em que também foram encontradas anormalidades no gene SHROOM4 – e conseguiu: “Juntamente com nossos parceiros de cooperação, isso nos levou a mais quatro indivíduos afetados de três famílias”, disse o Prof. Heiko Reutter, que desde então se mudou do University Hospital Bonn para a University of Erlangen-Nuremberg. “Todos eles tiveram o gene SHROOM4 alterado, mas nem sempre da mesma maneira.”
Zebrafish também precisa de SHROOM4
No entanto, isso não esclareceu necessariamente se as variantes do SHROOM4 eram realmente responsáveis pelas malformações. Mas existe um animal que tem um gene muito parecido: o zebrafish. Ele serve como um organismo modelo em muitos estudos genéticos hoje – e não apenas porque é fácil de manter de maneira apropriada para a espécie e se reproduzir rapidamente: a pele de suas larvas é quase transparente. Isso facilita a observação do desenvolvimento embrionário dos animais sob o microscópio de luz. “Aqui no Hospital Universitário, temos a vantagem de o grupo de pesquisa liderado pelo Prof. Dr. Benjamin Odermatt, do Instituto de Neuroanatomia, trabalhar muito com zebrafish”, destaca a Dra. Caroline Kolvenbach, que também participou do estudo do SHROOM4 . “Esta experiência veio a calhar em nosso estudo.”
Os pesquisadores inativaram quase completamente o SHROOM4 nas larvas. Os animais então apresentaram malformações semelhantes às observadas nos pacientes. Se, por outro lado, as larvas com o SHROOM4 desativado fossem injetadas com o material genético humano intacto, elas se desenvolviam quase normalmente. “Isso mostra primeiro que eles precisam absolutamente de um SHROOM4 funcional para um desenvolvimento saudável; e segundo, que o gene humano ainda pode assumir a função do gene do peixe”, enfatiza Dworschak.
A equipe agora quer descobrir qual papel o gene desempenha no desenvolvimento embrionário. “Assumimos que é necessário para processos muito básicos na célula”, diz Dworschak. “É difícil explicar de outra forma por que as mudanças no mesmo gene causam uma variedade tão grande de sintomas.”
Pequeno pedaço no mosaico de uma imagem extremamente complexa
Como um camundongo, um cachorro ou um ser humano se desenvolve a partir de um óvulo fertilizado ainda não é totalmente compreendido. Isso porque o óvulo tem a capacidade de formar qualquer tipo de tecido do organismo, seja osso, pele, músculo ou cérebro. Suas células-filhas são geneticamente idênticas a ele; então, em princípio, eles devem ser capazes de fazer o mesmo. Mas em um estágio muito inicial, certos programas são ativados em suas células que determinam irrevogavelmente seu destino de desenvolvimento.
Este processo deve ser coordenado nos mínimos detalhes. Porque só assim é garantido que os olhos se formem no local apropriado da face, enquanto outras células muito próximas se diferenciam na cartilagem nasal. Surpreendentemente, porém, não há maestro empunhando a batuta. É como se uma nave espacial de Lego estivesse se montando – só que infinitamente mais complicada. “Nosso estudo é uma pequena peça do mosaico dessa imagem, que ainda está bastante incompleta”, diz Dworschak.
Instituições participantes e financiamento:
Além da Universidade de Bonn e do University Hospital Bonn, o estudo envolveu o Children’s Mercy Hospital (EUA), a Medical University of Silesia (Polônia), a University of Zielona Góra (Polônia), a University of Southern Denmark (Dinamarca), Universidade de Colônia, Universidade de Heidelberg, Universidade de Erlangen-Nuremberg, Medeor Hospital Lodz (Polônia) e Goethe University Frankfurt. O trabalho foi financiado pela German Research Foundation (DFG), pelo programa BONFOR do University Hospital Bonn, pela Else Kröner-Fresenius Foundation, pela Luise and Horst Köhler Foundation e pelo National Institutes of Health (EUA).
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