Ovários da estrela-do-mar-morcego e humanos partilham genética há 500 milhões de anos

Uma criatura marinha espinhosa e alaranjada, que vive no fundo do mar e consegue sobreviver durante 200 anos, não parece ser - à primeira vista - uma porta de entrada óbvia para compreender a biologia reprodutiva humana.

Ainda assim, um novo estudo concluiu que os ovários das estrelas-do-mar-morcego e os ovários humanos partilham semelhanças inesperadas ao nível da genética, dos tipos celulares e dos processos de sinalização - apesar de estas duas linhagens se terem separado há mais de 500 milhões de anos.

Um modelo para estudar a fertilidade

Esta descoberta posiciona as estrelas-do-mar como um novo modelo promissor para investigar a fertilidade, o desenvolvimento dos óvulos e o envelhecimento reprodutivo, com potencial para, mais tarde, apoiar avanços na medicina humana.

O trabalho foi liderado por Zak Swartz, cientista assistente no Centro Eugene Bell do Laboratório Biológico Marinho.

A equipa de Swartz cartografou os tipos de células que compõem o ovário da estrela-do-mar-morcego e confrontou esse mapa com o que já se conhece sobre a biologia ovárica humana.

A comparação revelou semelhanças que apontam para a possibilidade de características essenciais do funcionamento do ovário já estarem presentes no último ancestral comum partilhado por estes dois grupos - muito antes do aparecimento dos vertebrados e, ainda mais tarde, dos mamíferos.

Duas estratégias diferentes, uma caixa de ferramentas partilhada

À superfície, a vida reprodutiva dos humanos e a das estrelas-do-mar é quase impossível de comparar. No caso humano, a totalidade dos óvulos de uma vida forma-se quando ainda somos embriões.

Depois, esses óvulos ficam em repouso durante anos, começam a maturar gradualmente após a puberdade e são libertados em quantidades limitadas ao longo de um período reprodutivo que tem um fim. Com o tempo, a reserva reduz-se e a fertilidade diminui.

Nas estrelas-do-mar, o padrão é totalmente distinto. Podem viver até 200 anos e continuam a produzir milhões de novos óvulos ao longo de toda a vida, libertando-os diretamente no mar para fecundação externa.

O que a equipa de Swartz observou - ao analisar a genética e a arquitetura celular que sustentam estratégias tão diferentes - foi que os mecanismos subjacentes são bem mais parecidos do que os resultados finais fariam supor.

Células da granulosa antigas

Nos ovários humanos, cada célula-ovo está rodeada por células de suporte designadas células da granulosa.

Estas células mantêm o óvulo em dormência até chegarem os sinais certos e, depois disso, ajudam no desenvolvimento e na libertação final.

Até agora, não se sabia se as estrelas-do-mar possuíam algo equivalente.

A equipa de Swartz verificou que as células-ovo da estrela-do-mar-morcego também se encontram envolvidas por células de suporte semelhantes às da granulosa, desempenhando a mesma função essencial através de mecanismos celulares aparentemente comparáveis.

“Do ponto de vista evolutivo, isso sugere que este tipo de célula desempenha um papel fundamental na reprodução”, afirmou Swartz.

A implicação é marcante. Se tanto as estrelas-do-mar como os humanos têm estas células de suporte, e se ambas as linhagens remontam a um ancestral comum de há mais de meio milhar de milhões de anos, então as células tipo granulosa parecem ser um traço antigo da biologia ovárica.

Neurónios dentro do ovário

O grupo encontrou ainda algo inesperado: uma rede de células que aparentavam ser neurónios interligados, localizada nas camadas externas do ovário da estrela-do-mar.

Nos vertebrados, a reprodução é controlada por sinais que viajam a partir do cérebro, através de vias hormonais, até aos órgãos reprodutores.

Mas as estrelas-do-mar não têm cérebro. Como é que, então, regulam o desenvolvimento e a libertação dos óvulos?

Uma pista surgiu nos genes que aquelas células com aspeto neuronal estavam a expressar.

Reprodução antes de existirem cérebros

A equipa identificou moléculas de sinalização semelhantes a neuropéptidos envolvidos, nos vertebrados, na comunicação entre o cérebro e os órgãos reprodutores.

Pelo que parece, o próprio ovário poderá incluir um sistema neuroendócrino integrado, capaz de regular a sua função sem depender de um cérebro centralizado.

“Há muitos animais por aí que não têm cérebro, mas têm ovário”, disse Swartz. “Como é que eles regulam a reprodução numa situação dessas?”

A resposta que a equipa considera mais provável é que esse sistema de controlo esteja instalado no interior do próprio ovário.

Numa fase inicial da evolução animal - antes de existirem cérebros - este tipo de sinalização local poderá ter sido a forma de controlar a reprodução.

O segredo da fertilidade ao longo da vida

Talvez o ponto mais interessante do ovário da estrela-do-mar do ponto de vista médico seja a capacidade de continuar a produzir óvulos sem limite aparente.

A equipa de Swartz encontrou aquilo que interpreta como células estaminais da linha germinal alojadas na estrutura ramificada do ovário, semelhante a um fractal - células que parecem conseguir repor continuamente o conjunto de precursores dos óvulos.

Nos mamíferos, as células que dão origem aos óvulos vão-se esgotando ao longo do processo: uma célula fundadora origina um óvulo e fica depletada.

Nas estrelas-do-mar, a hipótese é diferente: as células equivalentes poderão ter capacidade para, ao mesmo tempo, gerar óvulos e renovar-se, preservando a produtividade do ovário ao longo de séculos.

“Uma vez que as estrelas-do-mar, geneticamente, têm um conjunto de genes bastante semelhante ao que temos enquanto humanos”, elas devem estar a ativar ou a desativar “esses mesmos genes de uma forma muito diferente, que permite que células estaminais de longo prazo persistam”, explicou Swartz.

O que vem a seguir

O próximo grande passo passa por compreender, com precisão, como funcionam esses interruptores genéticos.

Se grande parte dos genes é partilhada, mas o controlo é feito de forma distinta, então identificar o que altera essa regulação pode apontar caminhos para prolongar ou recuperar a função reprodutiva em humanos.

Swartz antecipa que, um dia, poderão surgir terapias para restaurar a fertilidade ou reforçar tratamentos baseados em células estaminais - sustentadas por aprendizagens retiradas de um animal que, à partida, não parecia ter nada a revelar sobre nós.