Cientistas da Tufts, incluindo um graduado em biologia, descobriram recentemente que as lagartas de tabaco , encontradas nas Amanãricas, podem sentir e responder a diferentes estamulos nocivos usando um aºnico mecanismo celular.
"Essas descobertas são um marco importante para o desenvolvimento do verme do
tabaco como um novo sistema modelo para nos ajudar a entender os mecanismos neurais
da nocicepção e dor", disse Barry Trimmer, aqui com Daniel Caron em fevereiro.
Crédito: Anna Miller
Os cientistas sabem que a maioria dos organismos reage a coisas que lhes causam dor, mas eles sabem mais sobre algumas espanãcies do que outras. Pegue a mosca da fruta - éuma espanãcie favorita para fazer todo tipo de pesquisa, desde genanãtica atanã, sim, como eles detectam dor.
Mas pouco se sabe sobre como outros insetos sentem estamulos prejudiciais. Cientistas da Tufts, incluindo um graduado em biologia, descobriram recentemente que as lagartas de tabaco , encontradas nas Amanãricas, podem sentir e responder a diferentes estamulos nocivos usando um aºnico mecanismo celular. Os pesquisadores publicaram um artigo sobre os resultados no Journal of Experimental Biology em janeiro.
Daniel Caron - um estudante saªnior de tese de honra que trabalhou no laboratório de Barry Trimmer, o professor de ciências naturais Henry Bromfield Pearson - começou a testar se as lagartas respondem de maneira diferente quando atingidas por lasers infravermelhos ou pressionadas com hastes estreitas de aa§o inoxida¡vel.
Caron, com a ajuda de Martha Rimniceanu, observou as lagartas do tabaco contorcerem rápida e precisamente seus corpos e tocarem onde sentiam dor, respondendo de maneira semelhante ao calor dos lasers e a pressão das hastes.
Caron ficou curioso por que as lagartas respondem tão similarmente a duas sensações muito diferentes. A equipe buscou um pressentimento de que as células sob a pele da lagarta poderiam detectar ambos os tipos de calor e pressão, assim como um grupo de células em moscas da fruta que reagem amudanças de pressão, temperatura e luz.
Trimmer lembra a paixa£o de Caron pelo projeto. "Como todos os bons cientistas, Dan se baseou no trabalho de outros, neste caso o trabalho pioneiro de tese saªnior de Martha, e realizou experimentos meticulosos e criteriosos para caracterizar esses neura´nios", disse ele.
Para estudar como as células das lagartas respondem ao calor e a pressão, Caron teve que aprender uma técnica para examinar a atividade das minaºsculas células das lagartas. Ele passou o semestre inteiro aprendendo a conectar pequenos eletrodos de vidro a s células, para poder registrar sua atividade elanãtrica. Apa³s meses de frustração, ele registrou com sucesso a atividade das células sob a pele da lagarta enquanto cutucava a pele ao redor das células com lasers ou hastes de metal.
Como previsto, as mesmas células podem responder ao calor e a pressão meca¢nica - exatamente como um grupo de células nas moscas da fruta.
Para ter certeza de que ele realmente analisou as respostas de apenas uma única canãlula, e não de um grupo de células similares, Caron cutucou a área novamente com seus lasers e bastaµes, mas agora a um ritmo muito mais rápido. Isso testou se uma canãlula singular responderia a ambos os tipos de estamulos nocivos, em vez de duas células semelhantes responderem separadamente a cada estamulo. Se fosse uma canãlula única, a atividade dessa canãlula diminuiria com o tempo, a medida que se acostumava a estimulação repetida.
No inacio, Caron não viu nenhuma mudança na forma como as células reagiam, então ele tentou ataca¡-las a uma taxa muito rápida.
Sua perseverana§a mais uma vez levou a uma nova descoberta. Nesses casos, as células sob a pele não apenas diminuaam sua capacidade de resposta aos dois tipos de estamulos; a s vezes as células não respondem nada.
Para garantir que essa mudança não fosse simplesmente danificar as células, Caron garantiu que as células reagissem novamente ao calor e a pressão. Isso não apenas confirmou que ele gravou a partir de células únicas , mas também éa primeira evidência de uma "depressão" celular em insetos em resposta a cutucadas repetidas e prejudiciais.
Como a mosca da fruta e o verme do tabaco estãoseparados por mais de 260 milhões de anos de evolução, essa descoberta sugere que o mecanismo celular subjacente a sensação da dor pode ser altamente conservado entre as espanãcies. Isso significa que outras espanãcies também podem ter mecanismos semelhantes para detectar a dor.
Aparador concorda. "Essas descobertas são um marco importante para o desenvolvimento do verme do tabaco como um novo sistema modelo para nos ajudar a entender os mecanismos neurais da nocicepção e dor", disse ele. A descoberta de Caron sobre as semelhanças entre os vermes do tabaco e as moscas da fruta pode informar futuras pesquisas sobre dor e nocicepção em outros animais, incluindo humanos.
"Isso mostra como os estudantes de graduação da Tufts estãofazendo contribuições significativas para a ciaªncia", disse Trimmer. "Estou orgulhoso do trabalho duro e das realizações intelectuais de Dan e Martha."