Genes de peixes fluorescentes podem ser uteis no tratamento do neuroblastoma

Um novo tipo de peixe-zebra que produz tags fluorescentes em células precursoras de nervos embrionários migratórios pode ajudar os investigadores a descobrir as origens do terceiro cancro pediátrico mais comum nos Estados Unidos, o neuroblastoma. 

Rosa Uribe, a investigadora principal deste estudo que está a ser desenvolvido pela Universidade de Rice, nos Estados Unidos, criou um peixe transgénico com colegas da Universidade do Illinois e do Instituto de Tecnologia da Califórnia. 

O estudo foi publicado na Genesis.

A linha do peixe-zebra produz marcas fluorescentes que brilham intensamente em cores diferentes com base no comportamento de um gene chamado SOX10 que está ativo nas células da crista neural, células estaminais embrionárias transitórias que dão origem a muitos tipos de células no corpo, incluindo neurónios e cartilagem.

Nos humanos, as células da crista neural são o ponto de origem do neuroblastoma, e os investigadores esperam que este peixe possa fornecer novas pistas sobre a doença.

O porquê destas células pararem de se dividir é uma das questões que os investigadores querem ver respondida. O SOX10 é uma das mais de 20 variedades de proteínas SOX, e todas elas regulam a rápida divisão celular em embriões de crescimento rápido. As mesmas proteínas SOX também são frequentemente ativadas em células cancerígenas. Encontrar o interruptor que desliga o SOX10 nas células da crista neural pode levar a que surjam novos tratamentos. 

“As células da crista neural são células estaminais que se formam desde a mais antiga porção do sistema nervoso central, o tubo neural. Estas células expressam o SOX10, além de outros genes muito importantes”, disse a investigadora.

Para visualizar as células da crista neural durante o desenvolvimento embrionário, a equipa mantém peixes reprodutores numa sala de última geração com centenas de tanques. Os embriões são removidos dos tanques, à mão, todos os dias e trazidos para o laboratório para observação.

Os peixes-zebra são usados para os estudos por várias razões. Primeiro, o SOX e muitos outros genes nos peixes são praticamente idênticos aos genes que desempenham os mesmos papéis básicos em humanos. Em segundo lugar, os biólogos acumularam um enorme conhecimento sobre o peixe-zebra, que tem vindo a ser estudado como um organismo modelo há décadas. Finalmente, os peixes-zebra reproduzem-se e desenvolvem-se rapidamente e o fato de serem transparentes permite aos investigadores observarem o que está a acontecer dentro deles enquanto estão vivos.

Usando uma variedade de métodos, os cientistas imobilizam embriões vivos e tiram fotografias para traçar o desenvolvimento ao longo de um período de horas. Por exemplo, as células da crista neural, que aparecem pela primeira vez em embriões de peixe-zebra cerca de 12 horas após a fertilização, foram rastreadas e observadas por até quatro horas.

“As células da crista neural também fazem outra coisa que é relevante para o cancro: elas passam por algo chamado de transição epitélio-mesenquimal logo após a sua formação, e é isso que permite que eles se separem e migrem para os vários lugares do embrião”, explicam os cientistas. 

A transição epitélio-mesenquimal é importante para o desenvolvimento embrionário porque permite que as células voltem para trás ao longo de seu caminho de desenvolvimento e se tornem mais parecidas com o tronco. Essa maleabilidade permite que células embrionárias formem novos tecidos, mas os investigadores descobriram muitos cancros metastáticos que usam o mesmo circuito genético.

A metástase causa mais de 90% das mortes por cancro, sendo que a transição epitélio-mesenquimal é o interruptor empregado por muitas células cancerígenas para romper e se tornarem metastáticas.

Ter a capacidade de observar as células da crista neural desde o momento em que se formam até terminar a migração é uma chave para compreendê-las. A equipa usará uma nova linha de células para isso, além de outras que têm marcas coloridas diferentes para diferentes genes; para além disso, os cientistas irão misturar e combinar genes em novas linhagens de peixe-zebra para testar o que acontece quando as células produzem uma quantidade excessiva, ou não, de uma proteína específica. O laboratório irá usar uma variedade de técnicas para esse processo, incluindo o CRISPR-Cas9.

Microscópios capazes de recolher imagens de lapso de tempo das células brilhantes coloridas também são importantes, e o laboratório utilizado neste estudo tem 7. 

“Para as imagens de lapso de tempo de migração, há software capaz de acompanhar células individuais por horas. Podemos obter ângulos e trajetórias, mapas de rotas tomadas por uma célula ou grupos de células, e podemos obter dados quantitativos, como velocidades e taxas de proliferação”, explicaram os cientistas.