Cientistas descobrem que alguns ratos são monogâmicos devido a células geradoras de hormônios até então desconhecidas
As glândulas supra-renais de um camundongo Deer (esquerda) e de um camundongo Oldfield (direita), mostrando o tamanho relativo da zona fasciculada (verde) e da nova zona inaudita (vermelho). Crédito:Laboratório Bendesky/Instituto Zuckerman de Columbia O que torna o rato oldfield firmemente monogâmico ao longo de sua vida, enquanto seus parentes roedores mais próximos são promíscuos? A resposta pode ser uma célula geradora de hormônios até então desconhecida, de acordo com um novo estudo publicado online hoje na
Nature de cientistas do Instituto Zuckerman de Columbia.
“O hormônio dessas células foi descoberto pela primeira vez em humanos há muitas décadas, mas ninguém sabia realmente o que ele fazia”, disse Andrés Bendesky, MD, Ph.D., investigador principal do Instituto Zuckerman de Columbia. “Descobrimos que pode promover a nutrição em ratos, o que nos dá uma ideia do que pode estar a fazer nos humanos”.
O novo estudo investigou duas espécies de ratos. Um deles é o mamífero mais abundante na América do Norte – o rato-veado (Peromyscus maniculatus), que se estende do Alasca à América Central. O outro, o camundongo oldfield (Peromyscus polionotus), vive na Flórida e na Geórgia e é um pouco menor, pesando cerca de 13 gramas, em comparação com os 18 gramas do camundongo cervo.
Mais de 100 anos de pesquisas anteriores mostraram que as espécies de camundongos se comportam de maneiras surpreendentemente diferentes. Enquanto o rato cervo é promíscuo – até mesmo uma única ninhada de filhotes pode ter quatro pais diferentes – os ratos antigos acasalam para o resto da vida.
No entanto, trabalhos anteriores também sugeriram que estas espécies são irmãs evolutivamente, com base nas semelhanças nos seus crânios, dentes e outras características anatómicas, bem como na sua genética. Para descobrir porque é que estes parentes próximos dos ratos se comportam de forma tão diferente, os cientistas examinaram as suas glândulas supra-renais.
“Este par de órgãos, localizados no abdômen, produz muitos hormônios importantes para o comportamento”, disse o Dr. Bendesky, que também é professor assistente de ecologia, evolução e biologia ambiental na Universidade de Columbia. "Isso inclui hormônios do estresse, como a adrenalina, mas também vários hormônios sexuais."
As glândulas supra-renais desses camundongos mostraram-se surpreendentemente diferentes em tamanho. Nos adultos, as supra-renais dos ratos monogâmicos são cerca de seis vezes mais pesadas do que as dos ratos promíscuos (após ajuste para diferenças no peso corporal entre as espécies).
“Esta extraordinária diferença no tamanho de um órgão interno entre espécies tão estreitamente relacionadas não tem precedentes”, disse o Dr. Bendesky.
A análise genética das células adrenais revelou que um gene, Akr1c18, apresentou muito mais atividade nos camundongos monogâmicos do que nos roedores promíscuos. A enzima que este gene codifica ajuda a criar um hormônio pouco estudado conhecido como 20⍺-OHP, que também é encontrado em humanos e outros mamíferos.
Os pesquisadores observaram que o aumento do hormônio 20⍺-OHP impulsionou o comportamento carinhoso em ambas as espécies de camundongos. Por exemplo, 17% dos ratos promíscuos que receberam o hormônio prepararam seus filhotes e os trouxeram de volta aos ninhos, enquanto nenhum se comportou dessa maneira se não recebesse o hormônio.
“Esta é a primeira vez que encontramos algo que poderia aumentar o cuidado parental no grupo promíscuo”, disse o Dr. Bendesky.
Normalmente essas glândulas são divididas em três zonas. Mas os cientistas descobriram que as supra-renais dos ratos monogâmicos possuíam uma quarta zona.
"Chamamos isso de zona inaudita, que em latim significa 'zona anteriormente inédita', porque ninguém jamais observou esse tipo de célula em outro animal", disse Natalie Niepoth, Ph.D., co-primeira autora do artigo. o estudo que agora é cientista sênior da Regeneron.
Nas células da zona inaudita, os pesquisadores descobriram que 194 genes, incluindo Akr1c18, eram muito mais ativos em comparação com os mesmos genes em outras células adrenais. Suas análises também identificaram genes-chave subjacentes ao desenvolvimento e função da zona inaudita nos camundongos antigos.
Esta estrutura completamente inédita aparentemente evoluiu rapidamente. As mutações genéticas acumulam-se nos genomas a taxas aproximadamente previsíveis ao longo do tempo. Ao medir o número de mutações que distinguem estas espécies, os cientistas estimaram que este novo tipo de célula evoluiu nos últimos 20 mil anos, "o que é apenas um piscar de olhos quando se trata de evolução", disse o Dr. Bendesky.
Muito permanece incerto sobre o que impulsiona a evolução do comportamento monogâmico. Um argumento sugere que a monogamia pode aumentar as probabilidades de os pais cooperarem para cuidar dos seus filhos, uma vez que os pais estão mais confiantes de que os jovens são seus.
Este tipo de trabalho em equipe pode aumentar as chances de sobrevivência da progênie, especialmente quando os recursos são limitados, disse o Dr. Bendesky. As células adrenais recém-descobertas promovem um comportamento parental típico da monogamia, observaram os pesquisadores.
As novas descobertas podem fornecer insights quando se trata de comportamento parental e desafios em humanos, sugeriu o Dr. Niepoth. Por exemplo, em ratos, o 20⍺-OHP é frequentemente convertido num composto muito semelhante à molécula alopregnanolona, que ocorre naturalmente em humanos e foi aprovada pela FDA como um medicamento para ajudar a tratar a depressão pós-parto que as pessoas frequentemente experimentam após o parto. , disse o Dr.
“Espero que nosso estudo motive uma investigação mais aprofundada sobre a ligação entre 20⍺-OHP e a paternidade em humanos”, disse Jennifer R. Merritt, Ph.D., coautora do estudo e pesquisadora de pós-doutorado no laboratório Bendesky. “Temos muito que aprender sobre o papel que esse hormônio desempenha no comportamento parental humano”.
