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Uma antiga resposta imunológica regula o desenvolvimento de simbioses benéficas em corais
As microalgas do grupo dos dinoflagelados são conhecidas por sua capacidade de sobreviver em outras células animais.
Por Universidade de Heidelberg - 29/04/2021


Anêmona do mar simbiótica da espécie Exaiptasia diaphana. Usando este sistema modelo, biólogos celulares da Universidade de Heidelberg foram capazes de demonstrar que as simbioses intracelulares entre corais e microalgas do grupo dos dinoflagelados dependem da capacidade das algas de suprimir o sistema imunológico de sua célula hospedeira. Crédito: Natascha Bechtoldt

As microalgas do grupo dos dinoflagelados são conhecidas por sua capacidade de sobreviver em outras células animais. Esses minúsculos organismos unicelulares têm se envolvido em relações mutuamente benéficas com os corais desde os tempos primitivos. Ao passar nutrientes essenciais para seus hospedeiros, os dinoflagelados permitem que os corais prosperem mesmo em áreas áridas. Uma equipe de pesquisa do Center for Organismal Studies (COS) da Universidade de Heidelberg descobriu recentemente que tais simbioses dentro da célula dependem essencialmente da capacidade das algas de suprimir o sistema imunológico de sua célula hospedeira e, assim, evitar serem "cuspidas" novamente. Ao mesmo tempo, os pesquisadores encontraram indicações de que essa resposta imune celular é um mecanismo imune evolutivamente antigo que é mais difundido do que se supunha anteriormente.

Esse mecanismo é conhecido como vomocitose. Ao contrário das suposições anteriores, as microalgas ingeridas pelos corais não são digeridas pela célula se se mostrarem inadequadas como simbiontes - isto é, parceiras em uma relação simbiótica. Em vez disso, eles são "cuspidos" novamente no processo de vomocitose. Dinoflagelados especiais são capazes de suprimir especificamente essa resposta imune de suas células hospedeiraspara permanecer na célula. Um estudo conduzido pela bióloga celular Prof. Dra. Annika Guse no COS demonstrou como eles são capazes de fazer isso. "O desafio para os corais é diferenciar entre microorganismos benéficos e potencialmente prejudiciais. Por sua vez, as algas têm que contornar a resposta imunológica da célula hospedeira, estabelecer um nicho intracelular onde possam sobreviver e coordenar suas próprias funções celulares com aquelas do hospedeiro para trocar nutrientes de forma eficiente ”, explica a pesquisadora.

Até agora, não houve nenhuma evidência experimental que pudesse explicar qualquer uma das teorias convencionais. Usando o sistema modelo Exaiptasia diaphana (Aiptasia) da espécie de anêmona do mar, a equipe do Prof. Guse descobriu recentemente como a supressão imunológica pelos simbiontes ajuda a célula hospedeira a reconhecer microalgas adequadas e tolerá-las a longo prazo. As larvas da anêmona Aiptasia ingerem os simbiontes do meio ambiente da mesma forma que as larvas de coral. Além disso, seu tamanho e transparência tornam as larvas desta anêmona do mar perfeitas para imagens de alta resolução e experimentos celulares.

Aiptasia ingere continuamente várias partículas do meio ambiente sem diferenciar entre partículas ou organismos adequados e inadequados. Partículas incompatíveis são "cuspidas" novamente após um certo tempo. Os simbiontes evitam esse processo de vomocitose, provavelmente por interromper as vias de sinalização dos receptores toll-like (TLRs) da célula hospedeira. Esses receptores desempenham um papel crítico na ativação do próprio sistema imunológico da célula e garantem que intrusos indesejáveis ​​sejam detectados e removidos. Na maioria dos animais, os receptores toll-like são controlados pelo gene MyD88. “Fomos capazes de provar que os simbiontes de algas suprimem o MyD88 e, assim, iniciam a simbiose. É assim que eles evitam a vomocitose”, explica o Prof. Guse.
 
Ao mesmo tempo, as descobertas dos pesquisadores da Heidelberg indicam que a vomocitose envolve um mecanismo mais difundido do que se supõe. Até agora, acreditava-se que a expulsão de intrusos prejudiciais era auto-iniciada para evitar as respostas imunológicas em parte altamente especializadas da célula hospedeira potencial. O estudo do modelo Aiptasia, entretanto, sugere que esse processo também pode ser desencadeado pelo hospedeirocélula. Os pesquisadores, portanto, presumem que a vomocitose é um mecanismo imunológico evolutivamente antigo que corais ou cnidários como Aiptasia usam para selecionar simbiontes apropriados. Prof. Guse: "Isso sugere que a vomocitose é um processo importante que levou em primeiro lugar ao surgimento do estilo de vida intracelular dos simbiontes corais."

 

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