Embriões de camundongos em um estágio muito inicial de desenvolvimento. Crédito:Shoma Nakagawa/Centro de Regulação Genómica O desenvolvimento embrionário inicial é tumultuado. Envolve uma sequência rápida de eventos, incluindo divisão celular, diferenciação e muitos compartimentos movendo-se dentro de cada célula. Tal como numa apresentação de orquestra em que cada membro da banda deve começar a tocar no momento exato e em perfeita harmonia, estes processos precisam de ser cronometrados e coordenados com precisão para garantir que o embrião se desenvolve normalmente.
Como as células dão sentido a este caos logo no início do desenvolvimento de um embrião é uma questão em aberto. A proteína NKX1-2 desempenha um papel crucial, de acordo com um novo estudo publicado no Stem Cell Reports pela Professora Pesquisadora do ICREA Pia Cosma no Centro de Regulação Genômica (CRG) em Barcelona e pela Professora Andrea Califano Presidente do Chan Zuckerberg Biohub Nova York e Professora da Universidade de Columbia.
O NKX1-2 se comporta como um maestro de orquestra, garantindo habilmente que as instruções genéticas para o desenvolvimento do embrião sejam executadas corretamente e nos momentos certos. A proteína ajuda a gerir a produção e organização da maquinaria celular para a produção de proteínas (como os ribossomas) e também é crucial para manter os cromossomas organizados e distribuídos adequadamente quando as células se dividem.
Quando os investigadores inibiram experimentalmente a função de NKX1-2 em ratos, descobriram que o nucléolo (uma parte do núcleo que monta os ribossomas) estava gravemente alterado, perturbando a capacidade do embrião de produzir ribossomas correctamente. Eles também descobriram que os embriões de 2 a 4 células não conseguiam distribuir os cromossomos corretamente durante a divisão celular e paravam de crescer nesses estágios iniciais de desenvolvimento.
"NKX1-2 pertence a uma família de proteínas que é conhecida por desempenhar papéis cruciais no desenvolvimento inicial e na formação de órgãos. Embora soubéssemos que os membros desta família eram importantes no desenvolvimento geral, o papel específico do NKX1-2, especialmente nos estágios embrionários iniciais, foi não é bem compreendido", explica Cosma.
"É intrigante que tais determinantes mecanicistas da embriogénese possam ser identificados através da montagem e interrogação de uma rede reguladora de células estaminais embrionárias de ratinho, utilizando metodologias originalmente desenvolvidas para a investigação do cancro", acrescenta o Dr. Califano.
Dadas as semelhanças nos processos iniciais de desenvolvimento entre ratos e humanos, as descobertas oferecem novas pistas sobre causas inexplicáveis de problemas de desenvolvimento, incluindo abortos espontâneos. Os abortos muitas vezes resultam de anomalias cromossómicas, que podem surgir de problemas como os observados no estudo – segregação cromossómica inadequada e erros de divisão celular.
Mais pesquisas poderiam explorar se existe uma contraparte humana que influencia esses processos fundamentais, como acontece nos ratos, e o que acontece quando falha.
Apesar da importância do NKX1-2 no desenvolvimento inicial do embrião, os investigadores suspeitam que ainda faltam descobrir mais “condutores”. "NKX1-2 é expresso em níveis muito baixos, o que torna extremamente difícil sua detecção. É como tentar encontrar uma agulha em um palheiro usando métodos tradicionais de biologia. Repetir nossos métodos poderia ajudar a encontrar outros elementos raros e críticos que foram historicamente esquecido", diz o Dr. Cosma.
