O desenvolvimento embrionário é um sofisticado ato de malabarismo evolutivo, com os retrovírus a roubarem o espetáculo
Os investigadores desvendam um mecanismo mediado por retrovírus endógenos no desenvolvimento embrionário inicial, um mecanismo que é essencial para a progressão do desenvolvimento.
Tão cedo quanto 2015, quando investigadores de Stanford se depararam com a produção de proteínas virais durante as primeiras fases do desenvolvimento embrionário humano. A professora de Biologia do Desenvolvimento e Biologia Química e de Sistemas, Joanna Wysocka, descreveu os resultados da sua investigação como "simultaneamente fascinantes e um pouco assustadores". Atualmente, foi revelada uma nova ligação entre os vírus e o desenvolvimento embrionário, o que poderá contribuir para o desenvolvimento de medicamentos regenerativos e embriões artificiais.
Retrovírus endógenos humanos
Até à data, a investigação supõe que os retrovírus endógenos (ERV) constituem cerca de 8% do genoma humano - quatro vezes mais do que as regiões de ADN que codificam proteínas. Estes ERVs entraram nos nossos genomas através da sua invasão (como retrovírus exógenos ou aqueles que viviam fora do nosso genoma e dos nossos corpos por extensão) de hospedeiros mamíferos no nosso passado evolutivo.
Enquanto algumas sequências de ERV permanecem intactas, outras fragmentaram-se com o tempo e foram silenciadas (desligadas).
Desenvolvimento embrionário inicial
No presente estudo, a equipa de investigadores identificou a proteína retroviral, MERVL-gag, e observou a sua produção durante o desenvolvimento embrionário inicial. Os investigadores registaram níveis substanciais de expressão da MERVL-gag durante a fase de totipotência do desenvolvimento embrionário. Os resultados do estudo foram publicados na revista Science Advances.
Quando o espermatozoide e o óvulo se encontram durante a fertilização, forma-se o zigoto (um óvulo fertilizado). Esta célula é totipotente, o que significa que pode dar origem a todos os diferentes tipos de células do embrião. As células estaminais totipotentes incluem o par inicial de células que resultam da replicação e divisão do zigoto.
Os investigadores afirmam ter descoberto um novo papel ou função para os ERV e um mecanismo para a forma como estes modulam os fatores de pluripotência.
Os investigadores observaram que o MERVL-gag pode ligar-se ao interativo não convencional RPB5 prefoldin (URI), um gene responsável pela ativação de moléculas específicas que são necessárias para a fase de pluripotência. À medida que os níveis de MERVL-gag diminuem, o URI pode iniciar a pluripotência. A pluripotência envolve a ativação de células com o potencial de se diferenciarem em células que formam vários tecidos do embrião inicial.
"Os nossos resultados revelam uma co-evolução simbiótica entre os retrovírus endógenos e as suas células hospedeiras, a fim de garantir a progressão harmoniosa e atempada do desenvolvimento embrionário inicial", afirmaram os investigadores ao CNIO.
Os resultados deste estudo são importantes para compreender o desenvolvimento embrionário a um nível mais profundo. Uma investigação mais aprofundada e a delineação da interação entre os genes humanos e retrovirais poderão fornecer as peças-chave para uma imagem completa do desenvolvimento de embriões artificiais.