Carregar uma tênia que é um terço do seu peso corporal pode ser uma verdadeira chatice. Assim, o peixe-espinho-de-três-espinhos desenvolveu resistência às tênias, mas a resistência tem seus próprios custos, mostra uma equipe de pesquisadores na Science em 8 de setembro.
Quando o peixe-espinho-de-três-espinhos deixou as águas marinhas para colonizar os lagos de água doce do norte há cerca de 12.000 anos, eles encontraram tênias de água doce. As tênias invadiram seus abdomes e cresceram, atingindo tamanhos enormes de um quarto a um terço do peso corporal do peixe hospedeiro. Seria como um humano de tamanho médio carregando uma tênia de 50 libras. Algumas populações de sticklebacks desenvolveram rapidamente uma defesa:ao encontrar uma tênia, seu sistema imunológico forma um tecido cicatricial ao redor dela, interrompendo seu crescimento. Mas outras populações de esgana-gata toleram os vermes, deixando apenas uma pequena cicatriz ou nenhuma cicatriz.

Grupos de sticklebacks que cicatrizam contra tênias e aqueles que não podem viver bem próximos uns dos outros, em lagos a poucos quilômetros de distância. Até agora, ninguém entendeu por que algumas populações de stickleback evoluíram de uma maneira e outras de outra.

"Nós vemos isso no Alasca, na Colúmbia Britânica. Colegas viram isso na Escandinávia", diz o biólogo da UConn, Dan Bolnick.

“A coisa legal sobre a coevolução entre tênias e peixes é que é um processo notavelmente dinâmico, e há resultados diferentes para essa batalha evolutiva em todos os lugares que olhamos”, diz Jesse Weber, biólogo da Universidade de Wisconsin-Madison. Bolnick, Weber e Natalie Steinel, bióloga e diretora associada do Centro de Pesquisa e Treinamento de Patógenos da Universidade de Massachusetts-Lowell, trabalharam juntos para responder à questão da resistência ao parasita do esgana-gancho. Ao longo do caminho, eles mostraram que a resistência aos parasitas nem sempre é uma coisa boa.

Eles estudaram esgana-gatas dos lagos Roberts e Gosling nas proximidades, na ilha de Vancouver, na Colúmbia Britânica. Ambos os lagos têm tênias e ambos têm sticklebacks. As duas populações de peixes stickleback são extremamente semelhantes. A principal diferença é que os peixes Roberts cicatrizam agressivamente para evitar que as tênias cresçam, e os peixes Gosling não. A única diferença óbvia é que as fêmeas de Roberts se reproduzem com muito menos sucesso do que as fêmeas de Gosling, aparentemente porque todo o tecido cicatricial em seus abdomes torna isso mais difícil.

Os pesquisadores queriam saber quais genes eram responsáveis ​​pelas cicatrizes e se as cicatrizes eram a razão pela qual as fêmeas de Roberts não se reproduziam tão bem. Mas se eles simplesmente comparassem os genomas dos peixes Roberts e Gosling diretamente, eles poderiam se confundir com outras diferenças genéticas entre as populações que eram irrelevantes para a cicatrização. Eles tiveram que misturar as duas populações para que a única diferença consistente entre dois peixes fosse o traço de cicatrização.

Para reorganizar o baralho genético, os pesquisadores cruzaram peixes de Roberts Lake com peixes de Gosling. Esses híbridos Roberts-Gosling eram todos semelhantes, cada um com metade de seus genes de cada população. Em seguida, esses híbridos foram acasalados para criar uma segunda geração. A segunda geração tinha muitas combinações diferentes de genes com peixes individuais com características variadas entre si, seus pais híbridos e da geração de avós de Roberts e Gosling.

Foi essa segunda geração geneticamente embaralhada que os pesquisadores expuseram às tênias.

Depois de expô-los por um número específico de dias, a equipe analisou as quantidades relativas de cicatrizes e tênias em cada peixe. Eles analisaram os genomas de peixes com uma carga pesada de vermes e compararam com o DNA de peixes com cicatrizes pesadas. Eles reduziram as diferenças a um punhado de genes e depois analisaram cuidadosamente para ver qual dos genes era muito ativo. E eles descobriram que um dos genes mais ativos era um gene que também está intimamente associado a cicatrizes em camundongos.

Você pode se surpreender que os ratos cicatrizem da mesma maneira que os peixes. Mas as cicatrizes são controladas pelo sistema imunológico, que é semelhante em todos os vertebrados, de peixes a camundongos e até nós.

Os pesquisadores então analisaram esse gene nas duas populações originais. No genoma dos sticklebacks do lago Gosling – os peixes que toleram as tênias sem deixar cicatrizes – os pesquisadores descobriram que o gene evoluiu recentemente. Parecia haver uma pressão evolutiva constante para tolerar as tênias em vez de assustá-las.

“Este é um dos poucos trabalhos feitos tanto na natureza quanto em laboratório para mostrar um grande custo de aptidão para a resistência ao parasita”, diz Bolnick. Mas faz sentido. Sticklebacks fêmeas com muitas cicatrizes são 80% menos propensos a se reproduzir com sucesso. As tênias não parecem afetar a reprodução, embora reduzam a velocidade do peixe e o tornem mais propenso a ser comido por um pássaro.

"À medida que pulamos e olhamos para esses sistemas, podemos aprender muito não apenas sobre o processo de evolução, mas também sobre novos mecanismos com valor aplicado a pessoas e animais. Mecanismos como como seu sistema imunológico reconhece um parasita, como você resistir a um parasita e como você desliga uma resposta imune indesejada", diz Weber.

"Este trabalho é importante, pois destaca a variabilidade imunológica (e, portanto, a capacidade de resistir a infecções) que existe dentro e entre populações, como isso acontece e como pode afetar os resultados de saúde", disse Natalie Steinel, da UMass Lowell. "Neste artigo estamos abordando questões de coevolução imune/patógeno usando peixes, mas esses princípios são amplamente aplicáveis ​​a outros sistemas animais, incluindo infecções humanas. resulta de uma resposta imune." + Explorar mais

Estudo detalha como alguns peixes lidam com parasitas, com implicações para a saúde humana