Se n�o fossem os centr�olos do pai, n�o havia beb�s

12.� Ano BIOLOGIA - I. Reprodu��o Humana

Se n�o fossem os centr�olos do pai, n�o havia beb�s
27.05.2016 - P�BLICO.PT | ANDREA CUNHA FREITAS

�vulo onde os centr�olos maternos foram artificialmente mantidos criando a imagem de um c�u estrelado | ANA MARQUES/IGC

Equipa do Instituto Gulbenkian de Ci�ncia publica esta sexta-feira um artigo na revista Science em que esclarece o mist�rio e a import�ncia da elimina��o de min�sculas estruturas celulares da mulher no momento da fertiliza��o.

Este artigo revela que a imagem de um c�u estrelado pode ser um mau pren�ncio. Esclarece um pouco mais e melhor o que � que, afinal, � a heran�a do pai e da m�e no desenvolvimento de um embri�o. Abre novas discuss�es sobre infertilidade. E coloca uma inquietante pergunta: ser� poss�vel uma fertiliza��o independente pela mulher? � que as vespas conseguem-no mas os humanos (ainda?) n�o.

Primeiro que tudo temos de dizer que os centr�olos s�o estruturas semelhantes a um pequeno molho de filamentos em forma de cilindro que fazem parte das c�lulas saud�veis. As mulheres t�m-nos e os homens tamb�m. Os animais, como a mosca da fruta usada neste trabalho, idem. Por�m, quando o �vulo � formado, os centr�olos das c�lulas da mulher foram misteriosamente eliminados e �substitu�dos� pelos que s�o trazidos pelo espermatoz�ide. Misteriosamente, at� agora. Uma equipa do Instituto Gulbenkian de Ci�ncia (IGC), em Oeiras, liderada por M�nica Bettencourt Dias, publica esta sexta-feira um artigo na revista Science e esclarece como, porqu� e de que forma este processo (ou as suas falhas) se relaciona com infertilidade e com outras doen�as.

Nos �ltimos anos, M�nica Bettencourt Dias explorou os centrossomas, percebendo como se formam estas estruturas existentes nas nossas c�lulas que s�o o �rg�o especial de divis�o celular e que podem estar envolvidas em doen�as como o cancro (as c�lulas cancerosas t�m centrossomas a mais). Agora, a investigadora fez um zoom ao j� min�sculo objecto de estudo. Foi a vez de olhar para o que est� dentro de um centrossoma: dois centr�olos.

Desde o in�cio do s�culo passado que se sabia que os centr�olos da m�e eram eliminados no momento da forma��o do �vulo e que, no seu lugar, entravam em cena os centr�olos trazidos pelo espermatoz�ide do pai. Mas pouco mais se sabia e de que forma este processo influenciava a fertilidade. �Isto tudo baseia-se numa quest�o antiga: o que herdamos da m�e e do pai. Desde os anos 30 que se sabia que os centr�olos n�o estavam no �vulo e eram herdados do pai. Havia a grande quest�o de perceber o que acontecia aos centr�olos da m�e. Por que � que eram eliminados�, explica M�nica Bettencourt Dias ao P�BLICO, adiantando que esta quest�o era ainda mais intrigante porque se sabia tamb�m que os centr�olos �s�o das estruturas mais est�veis que existem nas c�lulas�.

Durante �muito, muito tempo� a pergunta ficou sem resposta, mas agora j� existem ferramentas capazes de olhar para esta min�scula estrutura (100 vezes mais pequena do que o corte transversal de um cabelo) que tem um papel fundamental na divis�o celular.

Recorrendo ao modelo da mosca da fruta, a equipa de M�nica Bettencourt Dias fez algumas experi�ncias. Tirou centr�olos, for�ou a sua perman�ncia nas c�lulas, manipulou alguns dos mecanismos que desencadeiam a sua elimina��o. E chegou a algumas conclus�es importantes sobre a relev�ncia biol�gica deste processo e tamb�m a novas quest�es em aberto para explorar no futuro. Assim, se os centr�olos da mulher n�o forem eliminados o que acontece � que o �vulo fica com centr�olos a mais. �Um c�u estrelado de centr�olos�, descrevem os investigadores nas legendas das imagens recolhidas nas experi�ncias. Mas um c�u estrelado que, apesar de bonito, � mau. O que acontece no �vulo, comprovaram os cientistas, � que h� divis�es celulares anormais, o embri�o n�o se desenvolve normalmente e � abortado. Ou seja, quando h� centr�olos a mais h� infertilidade.

A elimina��o ocorre por etapas, conclu�ram os investigadores. Primeiro, o centr�olo perde um revestimento (uma matriz chamada �material pericentriolar� e que � uma massa de prote�nas que reveste os dois centr�olos que fazem parte do centrossoma) e s� depois desaparece. E como perde esse revestimento? Aparentemente, basta que falte um regulador importante destas estruturas, uma prote�na de nome polo. A equipa testou a import�ncia do papel desta prote�na, for�ando a sua presen�a neste processo. �Surpreendentemente, foi suficiente manter a polo para manter o revestimento dos centr�olos e evitar a sua elimina��o no ov�cito. Algo que ningu�m tinha sido capaz de fazer antes�, refere, em comunicado do IGC, Ana Marques, uma das autoras principais do artigo, a par de In�s Bento.

�Pensava-se que este revestimento era s� importante para a fun��o dos centr�olos: a divis�o e o movimento das c�lulas. Descobrimos que tem outra fun��o muito importante, que � evitar a elimina��o dos centr�olos e que a polo � a prote�na que controla a situa��o, instrui outras prote�nas a formarem o revestimento�, explica M�nica Bettencourt Dias.

E agora? Ser� que h� casos de infertilidade que s�o causados por falhas neste processo biol�gico? Podemos identificar estes casos e control�-los, promovendo uma elimina��o ou for�ando uma manuten��o dos centr�olos nas c�lulas? �Com este estudo na mosca da fruta abrimos uma hip�tese que pode ser seguida, olhando para casos de mulheres inf�rteis e ver se os centr�olos est�o ou n�o a ser mantidos. Ainda nunca ningu�m olhou para isso especificamente�, refere a investigadora do ICG.

Reprodu��o independente?

Este � um estudo de biologia fundamental que �abre imensas portas para coisas muito diferentes e que est�o mesmo no in�cio�, espera M�nica Bettencourt Dias. Uma das hip�teses escondida atr�s de uma destas portas � inquietante. O que aconteceria se um �vulo mantivesse os centr�olos da m�e e dispensasse os do pai? �N�s sabemos que num ovo de sapo ou r�, se injectarmos um centr�olo esse ovo desenvolve-se, sem fertiliza��o. Pelo menos, nalguns casos. Aqui, a grande quest�o seria at� que ponto � que o centr�olo � toda a heran�a do pai.�

A equipa do IGC experimentou este cen�rio de �produ��o independente� (ou partenog�nese) no modelo da mosca da fruta. �Quando mantivemos os centr�olos nas f�meas, isso n�o foi suficiente para que fossem partenog�nicas, ou seja, para serem independentes na fertilidade sem precisarem do macho.� Ser� preciso que os centr�olos estejam ausentes numa determinada fase e depois reapare�am? �Poderia ser, n�o sabemos. Isso � o que acontece nas vespas. Eles desaparecem e depois, sem fertiliza��o, voltam a aparecer e elas conseguem reproduzir-se sem fertiliza��o�, responde M�nica Bettencourt Dias.

H� mais exemplos fascinantes na natureza. Veja-se o caso do grupo de animais marinhos equinodermos, que inclui, por exemplo, as estrelas-do-mar. �As estrelas-do-mar s�o gir�ssimas. Em vez de eliminarem os centr�olos como n�s e a mosca fazemos, as estrelas-do-mar cospem os centr�olos na fase da meiose, quando o �vulo se divide antes de ser fertilizado�, explica a investigadora do ICG.

As descobertas feitas neste trabalho podem ter implica��es mais vastas que extravasam o campo da fertiliza��o e reprodu��o. O �nico momento em que o nosso organismo �permite� que as c�lulas percam os seus centr�olos sem implica��es negativas � mesmo no �vulo. E s� porque vai ser fertilizado e receber um novo par de centr�olos do macho, assegurando-se assim a normal divis�o celular. Agarradas pelo menos por um par de centr�olos, as mulheres ficam dependentes dos machos para se reproduzirem. Por�m, quando outras c�lulas do nosso corpo perdem os centr�olos ou t�m demasiados, temos problemas.

Em estudos anteriores, M�nica Bettencourt Dias j� tinha percebido que as c�lulas cancerosas tinham centrossomas a mais. Se os centr�olos �vivem� nos centrossomas, teremos tamb�m centr�olos a mais. Mas n�o s�. �Em c�lulas normais, cada centrossoma tem um par de centr�olos. Nas c�lulas de cancro, muitas vezes os centrossomas t�m mais centr�olos. Numa c�lula normal em divis�o encontram-se quatro centr�olos, no caso de uma c�lulas de cancro podem chegar a ter dez centr�olos ou mais�, refere, sublinhado que esta sobrelota��o pode ser prejudicial mas tamb�m ben�fica. �Pode ser que o pr�prio cancro tamb�m utilize este mecanismo de perda e ganho de centr�olos para conseguir ganhar. Achamos que este mecanismo que estamos a estudar tamb�m pode ser modelado no cancro�, conclui. � mais uma porta aberta.

Um outro exemplo dos problemas provocados por uma perda dos centr�olos est� nos m�sculos esquel�ticos, aponta a investigadora. �Quando as c�lulas dos m�sculos perdem os centr�olos, n�o conseguem proliferar mais. Ficam paradas. A nossa hip�tese � que perdemos estes centr�olos com o mesmo mecanismo que acontece no ovo. � isso que estamos a estudar agora.�

E, para os cientistas poderem estudar e testar, voltamos aos outros animais. �As salamandras conseguem pegar num m�sculo esquel�tico e regener�-lo. Pode ser que esta manipula��o de p�r e tirar centr�olos seja uma maneira de regular a capacidade regenerativa de cada esp�cie. Mas isto � especula��o. Um caminho de futuro�, acredita M�nica Bettencourt Dias. J� perdemos a conta �s portas abertas.

Sexta Maio 27, 2016 13:02 / netxplica.com

Cientistas do IGC descobrem mecanismo celular na origem da infertilidade feminina

Uma equipa de investigadores do Instituto Gulbenkian de Ci�ncia (IGC) descobriu, numa experi�ncia com a mosca da fruta, o mecanismo numa estrutura das c�lulas que est� na origem da infertilidade feminina.

A estrutura chama-se centr�olo e tem de ser eliminada no �vulo (c�lula feminina) durante a sua forma��o, para, quando este for fecundado, gerar um embri�o.
Quando o �vulo n�o perde os seus pr�prios centr�olos, ficando, no momento da fertiliza��o, ao mesmo tempo, com os centr�olos transportados pelos espermatozoides (c�lulas masculinas), a divis�o celular faz-se anormalmente, o embri�o n�o se desenvolve, a f�mea � inf�rtil.
A perda de centr�olos na forma��o do �vulo deve-se � perda do revestimento destas estruturas, que as protegem, porque falta uma prote�na reguladora chamada polo. Quando � reposta essa prote�na, o revestimento dos centr�olos n�o desaparece e estas estruturas n�o s�o eliminadas.
O mecanismo foi identificado na mosca da fruta, mas � vis�vel em todos os animais, incluindo os seres humanos. As conclus�es do estudo, liderado por M�nica Bettencourt-Dias, do IGC, s�o publicadas na revista Science.
Os cientistas sabiam, desde a d�cada de 30, que os centr�olos s�o estruturas fundamentais para a multiplica��o das c�lulas e que, para darem origem a um embri�o, s� podem ser herdadas dos machos.
"A divis�o celular tem de ter um n�mero muito certinho de centr�olos", vincou � Lusa a investigadora M�nica Bettencourt-Dias, coordenadora do Laborat�rio de Regula��o do Ciclo Celular.
Quando tal n�o acontece, e existem no �vulo centr�olos da f�mea e do macho, e, portanto, um n�mero incorreto de centr�olos, o embri�o n�o se desenvolve.
Em situa��es normais, os centr�olos desaparecem na forma��o do �vulo porque perdem o seu revestimento, devido � falta da prote�na polo.
O grupo de M�nica Bettencourt-Dias descobriu que este revestimento (formado por prote�nas) protege os centr�olos, impede o desaparecimento destas estruturas.
Ao repor o revestimento dos centr�olos no �vulo, no momento errado, durante a sua forma��o, restituindo a prote�na reguladora, os centr�olos n�o desapareciam e as c�lulas n�o se multiplicavam.
Para a investigadora, o revestimento dos centr�olos pode ser tamb�m importante para o estudo da regenera��o celular e do cancro, uma vez que, "quando perdem os centr�olos, as c�lulas est�o bloqueadas, n�o podem proliferar".

Di�rio Digital com Lusa
26.05.2016

Domingo Maio 29, 2016 10:12 / netxplica.com

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