Os peixes-das-cavernas são aparentemente insignificantes: são pequenos, vivem em lugares escondidos onde os humanos raramente va£o, e são bastante comuns, encontrados em todos os continentes, exceto na Anta¡rtica. Mas os pesquisadores do Instituto Stowers de Pesquisa Manãdica os veem como uma maneira potencial de entender mais sobre o aumento de doenças auto-imunes em humanos.

"Os peixes-caverna nos apresentam a oportunidade de perguntar: 'Como um sistema imunológico evolui quando não háparasitas ?'", Explica Robert Peuss, Ph.D., pesquisador de pa³s-doutorado associado no laboratório de Nicolas Rohner, Ph.D., na o Instituto Stowers.

Isso ocorre porque, como os peixes das cavernas, a maioria dos humanos agora vive em ambientes relativamente livres de parasitas. E, como os peixes das cavernas, os seres humanos tem um sistema imunológico inato e adaptativo que os protege de possa­veis parasitas. Mas, diferentemente dos peixes-das-cavernas, o sistema imunológico humano a s vezes procura algo para atacar, mesmo quando os parasitas não existem, enquanto os peixes-cave desenvolveram um sistema imunológico que permanece equilibrado, mesmo na ausaªncia de parasitas.

"Uma hipa³tese éque certos parasitas ajudam a equilibrar as respostas do sistema imunológico. Na ausaªncia desses parasitas, esse equila­brio pode ser perturbado e, como consequaªncia, o sistema imunológico ataca nossas próprias células do corpo", diz Peuss. A questãode por que o sistema imunológico de uma pessoa éafetado enquanto outra não éainda éuma questãoque intriga muitos cientistas ao redor do mundo. E precisamos de respostas em breve! As doenças autoimunes, como o diabetes tipo 1, agora afetam até23,5 milhões de americanos, de acordo com os Institutos Nacionais de Saúde, e esses números estãoaumentando.

Os avanços nos modernos tratamentos médicos e de higiene melhoraram a saúde e aumentaram a expectativa de vida, mas "éuma situação relativamente nova para nós, portanto os processos evolutivos não tiveram tempo de fornecer uma maneira de lidar com isso", diz Rohner, investigador assistente da Stowers . "Mas os peixes das cavernas estãonessas cavernas livres de parasitas há150.000 anos", que émuito mais tempo para a evolução entrar em ação, e por que a equipe de pesquisa decidiu examinar mais de perto os peixes das cavernas.

Neste estudo, publicado on-line nesta segunda-feira, 20 de julho de 2020, na Nature Ecology & Evolution , os pesquisadores da Stowers avaliaram os ambientes do peixe-caverna Pacha³n e dos peixes do rio Ra­o Choy (ousuperfÍcie) intimamente relacionados no Manãxico. Os peixes parecem muito diferentes. Por exemplo, os peixes das cavernas tem muito mais tecido adiposo, o que os ajuda a sobreviver em um ambiente escasso em nutrientes, com oportunidades de alimentação pouco frequentes. Mas eles são membros muito pra³ximos da mesma espanãcie, o que os torna candidatos adequados para comparação. Além disso, os peixes desuperfÍcie vivem em ambientes ricos em parasitas, tornando-os um tipo natural de grupo de controle para peixes-caverna.

 

"Encontramos um número incra­vel de parasitas em peixes desuperfÍcie - no intestino, pele, fa­gado, vesa­cula biliar - em toda parte. Mas não encontramos parasitas nos peixes das cavernas", diz Peuss. "Nãoémuito surpreendente, porque as cavernas são um ambiente privado de biodiversidade. Existem muito poucos animais la¡, então hámenos chance de os parasitas encontrarem os hospedeiros de que precisam para sobreviver".

Em seguida, no laboratório, os pesquisadores analisaram o sistema imunológico inato e adaptativo dos dois tipos de peixes. O sistema imunológico inato éa primeira linha de defesa contra parasitas e desencadeia uma resposta inflamata³ria inespeca­fica como uma estratanãgia ampla de defesa, enquanto o sistema imunológico adaptativo geralmente émais lento na montagem de uma resposta imune, mas essa resposta éaltamente especa­fica. A primeira observação que a equipe fez foi que, comparado aos peixes desuperfÍcie, o sistema imunológico inato dos peixes de caverna émuito maissensívelquando confrontado com uma ameaça em potencial, resultando em uma resposta inflamata³ria mais forte.

Curiosamente, a equipe descobriu que os peixes das cavernas produzem menos células que compõem o sistema imunológico inato . Essa redução nas células imunes inatas poderia potencialmente compensar o aumento da sensibilidade. Mas o número reduzido de células imunes inatas nos peixes das cavernas éuma consequaªncia de menos parasitas na caverna, ou existem outros benefa­cios em produzir menos dessas células que causam inflamação?

Para responder a essa pergunta, Rohner e sua equipe analisaram os na­veis de gordura corporal dos peixes das cavernas. O aumento do tecido adiposo normalmente aumentaria a inflamação também - éverdade em humanos. Mas quando os pesquisadores examinaram o peixe da caverna, esse não foi o caso. Os peixes-caverna, que tem na­veis de gordura corporal muito mais altos que os peixes desuperfÍcie, não apresentaram na­veis mais altos de inflamação.

"A redução de células imunes inatas em peixes de caverna em comparação com peixes desuperfÍcie éprovavelmente a causa da falta de resposta inflamata³ria", diz Peuss. "Isso éparticularmente interessante, pois sabemos que, em humanos, na­veis mais altos de tecido adiposo geralmente significam um maior grau de inflamação, o que pode levar a doenças secunda¡rias, como o diabetes tipo 2".

Peuss ressalta que essas descobertas trazem outras questões a serem exploradas. Por exemplo, eles não conhecem os fatores genanãticos que levam a  produção reduzida de células imunes inatas em peixes de caverna. O pra³ximo passo nesta pesquisa étentar identificar esses fatores e verificar se pode haver fatores semelhantes nos seres humanos.

"a‰ realmente interessante que haja paralelos com a saúde humana em termos de hipersensibilidade em um ambiente onde quase não existem parasitas, mas isso já foi mostrado em outros vertebrados em laboratórios, já que os laboratórios são livres de parasitas", diz Peuss. "Com o peixe-das-cavernas, temos um exemplo para estudar como ele se desenvolveu em um ambiente ambiental e procurar uma base genanãtica para essas caracterí­sticas".

Semelhante a s pessoas, os peixes das cavernas vivem em um ambiente com um número reduzido de parasitas. Ao contra¡rio das pessoas, no entanto, os peixes das cavernas tiveram muito mais tempo - cerca de 150.000 anos - para se adaptar a essas condições. Para aprender mais sobre como um ambiente de baixo parasita pode moldar a evolução do sistema imunológico de um hospedeiro, pesquisadores do laboratório de Nicolas Rohner, Ph.D., do Instituto Stowers de Pesquisa Manãdica, examinaram o impacto da diminuição da abunda¢ncia e infecção de parasitas na a evolução do sistema imunológico dos peixes das cavernas.

No estudo, os cientistas da Stowers e seus colaboradores caracterizaram o sistema imunológico dos peixes de caverna e como ele responde a s ameaa§as, em comparação com o dos peixes de rio intimamente relacionados de um ambiente rico em parasitas. Suas descobertas, publicadas on-line nesta segunda-feira, 20 de julho de 2020, na Nature Ecology & Evolution , mostram que os peixes das cavernas diferem em sua sensibilidade aos estimulantes imunológicos e tem uma composição diferente de células imunes, incluindo uma redução das células imunes que desempenham um papel na inflamação. Em estudos futuros, os cientistas esperam identificar fatores genanãticos envolvidos na evolução do sistema imunológico de peixes de caverna . Esta pesquisa pode fornecer pistas sobre o desenvolvimento de distúrbios do sistema imunológico e de doenças autoimunes potencialmente humanas, onde o sistema imunológico ataca seu pra³prio corpo.