Tecnologia Científica

Visão de como os insetos sentem e processam a dor e outros esta­mulos negativos
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.
Por Gina E. Mantica - 01/04/2020


"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."

 

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