Estudo detecta momento exato em que coração passa a bater em embrião animal

Um estudo recém-publicado na revista Nature trouxe informações sobre o momento incrível em que o coração começa a pulsar nos embriões de peixe-zebra (Danio rerio). Essa é uma espécie notável pela sua capacidade de regeneração cardíaca.

Pesquisadores da Escola Médica de Harvard e da Universidade de Harvard lideraram a investigação, revelando que as células cardíacas do peixe-zebra iniciam seus batimentos de maneira súbita e coordenada, formando um movimento cardíaco sincronizado.

O processo de pulsação celular acontece à medida que os níveis de cálcio e os sinais elétricos aumentam.

Curiosamente, cada célula tem a capacidade de pulsar de forma independente, e os batimentos podem iniciar em locais distintos, conforme destacado pelos pesquisadores.

Via Zoo

Compreender a biologia fundamental dos batimentos cardíacos desses peixes pode trazer luz sobre os distúrbios do ritmo cardíaco humano.

Adam Cohen, coautor sênior do estudo e professor de biologia química em Harvard, enfatiza: “O coração bate cerca de 3 bilhões de vezes em uma vida humana típica e nunca deve fazer uma pausa. Queríamos entender como essa incrível máquina entra em funcionamento pela primeira vez”.

A pesquisa começou com a busca por uma questão científica intrigante, com o objetivo de unir a experiência do laboratório de Cohen em imagens de atividade elétrica com o interesse em células de peixe-zebra, apresentado pelo laboratório de Sean Megason, professor de biologia de sistemas na Escola Médica de Harvard.

Mistério

Os pesquisadores se depararam com um mistério intrigante. Diversas hipóteses foram consideradas: talvez algumas células embrionárias iniciassem os batimentos, e a zona pulsante se expandisse gradualmente, ou talvez o coração começasse com batimentos suaves que ganhassem força ao longo do tempo.

Contudo, a revelação foi surpreendente: todas as células cardíacas dos peixes-zebra passaram a bater de forma sincronizada e repentina.

Esse fenômeno foi identificado pelos cientistas por meio do uso de proteínas fluorescentes e imagens microscópicas de alta velocidade. Adam Cohen descreveu a descoberta como se alguém tivesse acionado um interruptor.

Experimentos adicionais indicaram que, a cada batimento, uma região específica do coração disparava primeiro, desencadeando uma onda elétrica que se propagava rapidamente pelo restante das células. Curiosamente, o processo iniciava em pontos diversos nos diferentes peixes-zebra.

Bill Jia, pós-graduando em conjunto nos laboratórios de Cohen e Megason e autor principal do estudo, destacou a singularidade do coração embrionário.

Isso porque, ao contrário do coração adulto, em que uma população especializada de células marca-passo conduz os batimentos cardíacos, a maioria das células cardíacas embrionárias tem a capacidade de pulsar independentemente, tornando imprevisível a localização dos primeiros batimentos.

Cobaia ideal

Via Jornal da USP

O peixe-zebra, devido à sua transparência, crescimento rápido e desenvolvimento cardíaco em apenas 24 horas, é um modelo valioso para estudar o coração.

Sean Megason sugere que o processo de desenvolvimento descoberto pode ser conservado em todas as espécies, incluindo os humanos.

Assim, a esperança é que, no futuro, essa descoberta contribua para a compreensão das origens de irregularidades cardíacas, como arritmias, em seres humanos.

Observando como o coração se desenvolve, será possível entender mais sobre  diferentes mecanismos de controle, o que pode fornecer percepções valiosas sobre o que acontece quando esses mecanismos falham, explica Megason.

Sobre o peixe-zebra

O peixe-zebra (Danio rerio) é originário do sul da Ásia, mais especificamente de regiões como Índia, Paquistão, Bangladesh e Nepal.

No entanto, tornou-se uma espécie comum em aquários ao redor do mundo devido à sua resistência, fácil reprodução e ao fato de ser um organismo modelo valioso em pesquisas científicas.

Esses peixes pequenos e listrados são frequentes alvos de estudo por conta da sua aparência que fica translúcida na água durante a fase embrionária. Assim, facilita a observação de desenvolvimento e processos biológicos.

Fonte: Revista Galileu

Imagens: Jornal da USP, Zooplus