Uma equipe de pesquisadores nos Estados Unidos identificou uma estrutura celular até então pouco compreendida que pode desempenhar papel crucial na formação de óvulos em mamíferos. O estudo, publicado nesta quarta-feira (12), na revista científica eLife,, mostra que cistos germinativos em camundongos contêm uma estrutura semelhante ao “fusoma”, conhecida por organizar o desenvolvimento de oócitos em insetos. A descoberta sugere que um mecanismo fundamental de diferenciação celular pode ser conservado ao longo de centenas de milhões de anos de evolução.

A pesquisa foi conduzida por Madhulika Pathak e pelo biólogo do desenvolvimento Allan C. Spradling, do Carnegie Institution for Science, em colaboração com o Howard Hughes Medical Institute. O trabalho fornece evidências de que estruturas organizadoras semelhantes ao fusoma — já amplamente estudadas em Drosophila — também existem em células germinativas de mamíferos.

“Durante décadas sabíamos que os oócitos de mamíferos surgem dentro de cistos celulares interconectados, mas faltava um mecanismo claro que explicasse como uma célula se torna o óvulo enquanto as demais assumem papéis de suporte”, afirma Spradling. “Nossos resultados indicam que uma estrutura polarizada dentro desses cistos pode desempenhar exatamente essa função.”

Em mamíferos, os óvulos não surgem isoladamente. Durante o desenvolvimento embrionário, células germinativas primordiais passam por divisões celulares incompletas, permanecendo conectadas por pontes citoplasmáticas. O resultado são estruturas chamadas cistos germinativos, formadas por várias células irmãs.

Nos camundongos — modelo experimental usado no estudo — cada célula germinativa primordial sofre cerca de cinco divisões sincronizadas. Esse processo gera cistos contendo dezenas de células interligadas. Quando esses cistos entram em meiose, eles se fragmentam e produzem normalmente entre 4 e 6 oócitos potenciais, acompanhados de 24 a 26 células “enfermeiras” que ajudam a nutrir os futuros óvulos.

Essas células de suporte transferem organelas, proteínas e citoplasma para os oócitos em formação, permitindo que apenas algumas células do cisto adquiram as características necessárias para se tornarem óvulos maduros.

Apesar de décadas de pesquisa, ainda não estava claro como o sistema determina quais células se tornarão oócitos e quais se transformarão em células auxiliares.

No novo estudo, os pesquisadores utilizaram microscopia avançada, marcadores fluorescentes e análise molecular para examinar a organização interna desses cistos germinativos em camundongos.

Eles descobriram que as células dentro dos cistos apresentam uma estrutura assimétrica composta por complexos do aparelho de Golgi, retículo endoplasmático e microtúbulos, que juntos formam uma rede semelhante ao fusoma observado em moscas-da-fruta.

Essa estrutura foi encontrada distribuída de forma desigual entre as células do cisto, acumulando-se preferencialmente nas células que posteriormente se tornam oócitos.

“Observamos que componentes do Golgi e proteínas associadas à resposta ao estresse do retículo endoplasmático se concentram nas células destinadas a se tornar óvulos”, explica Pathak. “Isso sugere que o fusoma pode ajudar a direcionar organelas e recursos celulares para essas células específicas.”

A equipe também identificou microtúbulos acetilados estáveis — remanescentes do fuso mitótico — conectando temporariamente as células do cisto durante parte do ciclo celular. Estruturas semelhantes já haviam sido descritas em fusomas de outras espécies, incluindo Drosophila e Xenopus.

Um dos resultados mais intrigantes foi a observação de lacunas não aleatórias na rede de microtúbulos dentro dos cistos. Segundo os pesquisadores, essas lacunas podem prever como os cistos se fragmentam em subunidades menores durante o desenvolvimento.

Essa organização estrutural pode explicar por que os cistos acabam se dividindo em grupos relativamente uniformes de células, que dão origem a números semelhantes de oócitos.

Além disso, o estudo mostrou que proteínas associadas à polaridade celular — como Pard3 — se acumulam nas regiões do fusoma presentes nas células destinadas a se tornar oócitos. Isso sugere que a estrutura pode atuar como um centro de polarização, orientando o transporte intracelular de organelas e moléculas.

Segundo Spradling, esse mecanismo permitiria que determinadas células do cisto acumulassem recursos metabólicos suficientes para sustentar o desenvolvimento embrionário inicial após a fertilização.

Até recentemente, muitos biólogos acreditavam que o fusoma era uma adaptação específica de insetos. A descoberta de uma estrutura funcionalmente semelhante em mamíferos muda essa perspectiva.

Os autores sugerem que sistemas baseados em fusomas podem representar um mecanismo antigo e conservado na evolução da reprodução animal.

“Se estruturas semelhantes existem tanto em insetos quanto em vertebrados, isso indica que a estratégia pode ter surgido muito cedo na evolução dos animais multicelulares”, afirma Pathak.

Essa hipótese reforça a ideia de que princípios fundamentais da biologia celular são compartilhados entre espécies distantes, mesmo quando suas estratégias reprodutivas parecem diferentes.

Embora o estudo tenha sido realizado em camundongos, os pesquisadores acreditam que processos semelhantes possam ocorrer em humanos.

Compreender como os oócitos são selecionados e nutridos durante o desenvolvimento pode ajudar cientistas a entender melhor problemas de fertilidade, falhas na formação de gametas e até algumas causas de infertilidade feminina.

Além disso, a descoberta pode orientar futuras pesquisas sobre como a qualidade dos óvulos é estabelecida ainda durante o desenvolvimento embrionário.

Os pesquisadores planejam agora investigar quais genes controlam a formação dessa estrutura nos cistos germinativos e como ela regula o transporte intracelular entre as células.

Também será importante determinar se defeitos nesse sistema podem afetar o número ou a qualidade dos oócitos produzidos.

“Estamos apenas começando a entender a complexidade da organização celular nesses cistos”, afirma Pathak. “Mas já está claro que existe um nível surpreendente de coordenação entre as células que trabalham juntas para gerar um único óvulo funcional.”

A descoberta oferece uma nova perspectiva sobre um dos processos mais fundamentais da biologia: a origem das células reprodutivas que tornam possível a continuidade da vida.