Tecnologia Científica

Novas ideias sobre o desenvolvimento embrionário precoce
Revelando a arquitetura dos embriões em um estágio crucial do desenvolvimento
Por Lori Dajose - 17/05/2020


Ilustração de uma membrana de porão embrionária, colorida em azul.
Os furos na membrana são objeto de um novo estudo do laboratório
de Magdalena Zernicka-Goetz. Crédito: Andreas Karpasitis

A maioria das gestações que falham o faz em um estágio inicial de desenvolvimento, antes que a gravidez seja detectada pelos testes. Esse estágio crítico, que ocorre cerca de uma semana após a fertilização, ocorre quando um embrião se implanta no útero e começa a crescer de maneira complexa. Agora, usando embriões de rato, os pesquisadores da Caltech têm novas idéias sobre a arquitetura do embrião e as estruturas que permitem o desenvolvimento adequado nesse estágio.

O trabalho fornece pistas para entender por que algumas gestações humanas fracassam muito cedo.

A pesquisa foi realizada no laboratório de Magdalena Zernicka-Goetz , Bren Professora de Biologia e Engenharia Biológica. Um artigo descrevendo o estudo aparece na edição de 6 de maio da revista Nature . Zernicka-Goetz é um membro do corpo docente afiliado do Instituto Tianqiao e Chrissy Chen de Neurociência da Caltech .

"Este trabalho sobre embriões de rato deve nos ajudar a revelar se o mesmo mecanismo opera em embriões humanos para permitir que eles cresçam e prosperem após a implantação quando muitos embriões humanos falharem",

Zernicka-Goetz.

Após a implantação no útero, um embrião de rato em desenvolvimento muda de forma de uma esfera para um copo alongado. Restringir a forma do copo é uma membrana rígida, chamada membrana basal, produzida por uma das camadas celulares. Mas isso levantou questões para os pesquisadores: se o embrião é cercado por uma membrana rígida, como ele pode crescer?

Ao examinar esses embriões com uma técnica chamada microscopia confocal de alta resolução, a equipe de Zernicka-Goetz descobriu pequenas perfurações na membrana basal. Os minúsculos orifícios só apareceram em uma parte do embrião que sofre rápido crescimento naquele estágio, o que convenceu os pesquisadores de que os orifícios não poderiam ser um subproduto ou artefato da técnica de microscopia. A equipe descobriu que os buracos eram realmente necessários para o crescimento. Os orifícios serviram para afrouxar o aperto da membrana basal constritiva, permitindo que o embrião crescesse.

Os pesquisadores descobriram que as posições dos buracos mudam com o tempo. No sexto dia de desenvolvimento no embrião do rato, os orifícios se concentraram em um lado da forma alongada. Esse lado, chamado de faixa primitiva, é onde o embrião do rato "quebra a simetria" e começa a formar uma linha de células que se tornará o longo eixo, da cabeça à cauda, ​​do corpo em desenvolvimento. Este é um momento crucial no desenvolvimento. A equipe descobriu que, à medida que essa faixa de células se desenvolve, ela secreta uma enzima que causa mais buracos na membrana basal subjacente. Esses buracos não apenas permitem o crescimento localizado, mas também agem como portais para as células viajarem enquanto migram para formar o corpo.

"Este trabalho sobre embriões de rato deve nos ajudar a revelar se o mesmo mecanismo opera em embriões humanos para permitir que eles cresçam e prosperem após a implantação quando muitos embriões humanos falharem", diz Zernicka-Goetz.

O artigo é intitulado "A remodelação da membrana basal regula a embriogênese do rato". Christos Kyprianou e Neophytos Christodoulou, da Universidade de Cambridge, são os primeiros autores do estudo. Além de Zernicka-Goetz, co-autores são Russell Hamilton e Gianluca Amadei, da Universidade de Cambridge; e Wallis Nahaboo, Diana Suarez Boomgaard e Isabelle Migeotte, da Université Libre de Bruxelles. O financiamento foi fornecido pelo Fonds de la Recherche Scientifique, pela Valônia Excellence in Life Sciences and BIOtechnology, pelo Conselho Europeu de Pesquisa e pelo Wellcome Trust.

 

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