Picar ou não picar? Para as a¡guas-vivas, essa éa questãosempre que seus tenta¡culos se chocam com qualquer coisa, incluindo milhões de nadadores humanos em todo o mundo.

Stingers são disparados com a velocidade de uma bala disparada. E cada canãlula especializada responsável por uma resposta são pode ser implantada uma vez, pois se rompem quando usadas e precisam ser cultivadas novamente depois que uma a¡gua-viva expele sua farpa revestida de veneno em uma presa desavisada ou em um nadador azarado. Dadas as limitações de seu arsenal, parece que alguma prudaªncia énecessa¡ria.

“Para evitar picadas desnecessa¡rias [inclusive de si mesma], deve haver algum tipo de sinal que permita que a canãlula atire no momento certo”, disse Nicholas Bellono , professor assistente de biologia molecular e celular na Faculdade de Artes e Ciências . Como esse gatilho agudo e sistema de proteção funcionam emnívelmolecular em a¡guas-vivas e anaªmonas do mar éum mistério para os cientistas. Pelo menos, foi atéque uma equipe de pesquisadores do laboratório de Bellono resolvesse.

Eles identificaram como as células urticantes, chamadas nemata³citos, que são encontradas ao longo dos tenta¡culos de anaªmonas-do-mar e a¡guas-vivas - ambos os tipos de cnida¡ria - detectam e filtram diversos sinais do ambiente para controlar quando (e quando não) picar.

Os pesquisadores descobriram que as células nemata³citas da anaªmona-do-mar estrela, um parente da a¡gua-viva, tem uma corrente elanãtrica incomum de ca¡lcio que écra­tica para iniciar a resposta a  picada, mas que o canal ia´nico que controla essa corrente são abre em condições muito especa­ficas: uma combinação de esta­mulos meca¢nicos de um tenta¡culo em contato com uma presa ou predador, como um puxa£o, e a presença de certos sinais qua­micos, como os de uma presa ou predador.

Durante todos os outros momentos, esses canais de ca¡lcio ficam inativos e tornam a canãlula dormente atéque o sinal correto se aproxime.

“Nossa hipa³tese éque, primeiro, a anaªmona do mar detecta substâncias químicas de sua presa usando células quimiossensoriais”, disse Keiko Weir, pesquisadora graduada que liderou o projeto. “Essas células quimiossensoriais então retransmitem essas informações para os nemata³citos usando acetilcolina [um produto qua­mico orga¢nico que atua como neurotransmissor]. A acetilcolina alivia a inativação desses canais de ca¡lcio. Isso funciona para preparar o nemata³cito para dizer, 'Ha¡ comida por perto.' Então, uma vez que o nemata³cito recebe uma pista meca¢nica, como o tenta¡culo em contato com a presa, isso leva a  abertura dos canais de ca¡lcio, resultando em um grande influxo de ca¡lcio e a descarga do nemata³cito. ”

Estudos anteriores já haviam demonstrado que apenas a combinação certa de sinais aciona os nemata³citos para disparar, mas o processo molecular era desconhecido. As descobertas reaºnem tudo e destacam como a natureza desenvolveu continuamente sistemas elegantes, mas simples, para lidar com problemas complexos que exigem tomadas de decisão ultrarrápidas.

“Os princa­pios ba¡sicos de qualquer sistema biola³gico éque vocêtem células que precisam receber sugestaµes de seus arredores - seja de outras células ou diretamente do ambiente - e traduzir essa informação em uma resposta apropriada”, disse Weir.

O que faz esse sistema se destacar em particular éque a palavra final sobre a picada ou não édo nemata³cito.

“a‰ um a³timo exemplo de quando uma única canãlula deve integrar adequadamente os sinais corretos para tomar uma decisão correta (e extrema)”, disse Bellono. “Estamos sempre pensando em questões denívelde sistema em que o cérebro faz ca¡lculos complexos usando vários componentes de um circuito, mas este estudo ajuda a demonstrar que cada protea­na e cada canãlula écra­tica para esse processamento porque se resume a uma molanãcula tendo apenas as propriedades certas para se adequar ao seu contexto celular e orga¢nico ”.

Junto com Weir e Bellono, outros co-autores incluem Christophe Dupre, um pa³s-doutorado do Laborata³rio de Engert and Lichtman; Lena van Giesen, pa³s-doutoranda no laboratório de Bellono; e Amy Lee , professora assistente da Harvard Medical School. O estudo foi publicado na eLife em maio.

A equipe usou uma variedade de técnicas, incluindo fisiologia, comportamento e microscopia eletra´nica, que lhes permitiu seguir meticulosamente os processos elanãtricos e químicos que levaram a  resposta aguda.

Quanto ao motivo pelo qual a a¡gua-viva pica cerca de 150 milhões de pessoas a cada ano quando os humanos não são sua presa, a melhor resposta ainda éprovavelmente uma resposta de defesa. Mas também pode estar em nossa composição química.

“Isso remete ao que os produtos químicos são detectados”, disse Bellono. “O animal estãoadaptado para sentir de maneira muito ampla alguma substância química generalizada que estãopresente em muitos animais como nós, embora não sejamos presas? Existem exemplos de anaªmonas do mar que usam nemata³citos específicos para predação e outros para defesa. Existem outros animais que podem usar produtos químicos para evitar picadas, como o peixe-palhaa§o. Talvez esses nemata³citos estejam sintonizados para entradas químicas especa­ficas. ”