Sterlet (Acipenser ruthenus) Surrogate maybe Reduce the Caviar Development of Critically Endandered Beluga (Huso huso)

Nas profundezas da biologia dos peixes, há um esforço crescente para salvar espécies que estão deslizando em direção à extinção. Muitos esturjões, os peixes antigos famosos pelo caviar, viram seus números despencarem devido à sobrepesca e à perda de habitat. Algumas dessas espécies, como o enorme Beluga, levam décadas para crescer o suficiente para se reproduzir. Quando o tempo de um Beluga estar pronto para ter filhotes chega, pode ser tarde demais para salvar a população selvagem. Os cientistas recorreram a uma técnica chamada transplante de células germinativas para ajudar. Este método envolve a retirada das primeiríssimas células que se tornarão esperma ou óvulos de um peixe doador e a colocação delas em um peixe diferente e mais jovem. Se tiver sucesso, o peixe hospedeiro crescerá carregando o material genético do doador e poderá produzir descendentes geneticamente idênticos ao doador, atuando efetivamente como um progenitor substituto. Esta abordagem oferece uma maneira de preservar linhagens genéticas sem a necessidade de manter os adultos raros e de maturação lenta vivos em grandes quantidades.

Em um estudo recente, pesquisadores se propuseram a testar se essa estratégia de substituição poderia funcionar entre duas espécies específicas de esturjão: o Beluga, criticamente ameaçado, e o Sterlet, menor e mais manejável. O Beluga é um gigante do rio, levando até dezoito anos para atingir a maturidade sexual na natureza, enquanto o Sterlet é muito menor e amadurece em apenas alguns anos. A equipe queria ver se poderiam pegar células imaturas formadoras de esperma de um jovem Beluga e transplantá-las para um bebê Sterlet. Se o corpo do Sterlet aceitasse essas células estranhas, o Sterlet poderia eventualmente produzir esperma de Beluga, permitindo que os cientistas colhessem o material genético do Beluga muito antes do que a natureza permitiria. Os pesquisadores também quiseram comparar duas maneiras diferentes de tornar os receptores Sterlet estéreis, garantindo que qualquer descendente produzido viesse exclusivamente das células do Beluga e não da própria biologia do Sterlet.

Para iniciar o experimento, a equipe coletou tecido testicular de machos jovens de Beluga que tinham cerca de um ano de idade. Nesta idade, os peixes ainda não estão produzindo esperma, mas seus testículos estão cheios das células-tronco iniciais que eventualmente se tornarão esperma. Os cientistas quebraram cuidadosamente o tecido para liberar as células individuais e usaram uma técnica especial de centrifugação para separar as células-tronco desejadas do restante do tecido. Eles confirmaram que essas células eram de fato o tipo correto ao procurar por um marcador proteico específico que apenas as células germinativas possuem. Uma vez que obtiveram uma amostra limpa de células-tronco de Beluga, eles as rotularam com um corante fluorescente vermelho para que pudessem ser rastreadas posteriormente.

O próximo passo envolveu a preparação das larvas de Sterlet para receber essas células. Os pesquisadores utilizaram dois métodos diferentes para impedir que o Sterlet desenvolvesse suas próprias células reprodutivas. Em um grupo, injetaram uma molécula que bloqueia um gene essencial para o desenvolvimento das células germinativas, efetivamente impedindo o Sterlet de produzir seu próprio esperma ou óvulos. No outro grupo, utilizaram choque térmico para criar peixes com três conjuntos de cromossomos em vez dos dois habituais, o que também resulta em esterilidade. Eles então injetaram as células de Beluga rotuladas em vermelho na cavidade abdominal desses bebês Sterlets, colocando-as perto de onde os órgãos reprodutivos eventualmente se formariam.

Ao longo dos dois meses seguintes, os cientistas observaram o que acontecia com as células de Beluga dentro dos corpos dos Sterlets. No início, as células estavam espalhadas aleatoriamente na cavidade abdominal. Mas, conforme o tempo passava, elas começaram a se mover em direção aos órgãos reprodutivos em desenvolvimento. Quando os peixes tinham dois meses de idade, as células de Beluga haviam se estabelecido com sucesso nas gônadas do Sterlet e começado a se multiplicar. Os pesquisadores contaram as células e descobriram que elas haviam aumentado em número, provando que as células-tronco de Beluga não estavam apenas sobrevivendo, mas crescendo ativamente dentro do Sterlet.

Quando a equipe comparou os dois métodos usados para esterilizar o Sterlet, uma diferença clara surgiu. Os peixes que haviam sido tratados com a molécula de bloqueio gênico mostraram uma taxa de sucesso muito maior. Nesses peixes, as células de Beluga migraram de forma mais eficaz e se multiplicaram de forma mais vigorosa do que nos peixes que foram tornados estéreis através de choque térmico. A análise genética confirmou que as células de Beluga estavam presentes nos órgãos reprodutivos do Sterlet, e os marcadores moleculares para células germinativas de Beluga foram encontrados na maioria dos peixes tratados. O estudo mostrou que o corpo do Sterlet poderia, de fato, sustentar o crescimento de células germinativas de Beluga, criando um hospedeiro vivo que carrega o projeto genético da espécie ameaçada.

Este trabalho demonstra que é possível usar um esturjão menor e de maturação mais rápida como substituto para o criticamente ameaçado Beluga. Embora o estudo ainda não tenha produzido descendentes reais de Beluga, ele provou que o primeiro passo crítico — fazer com que as células do doador sobrevivam, migrem e cresçam dentro do hospedeiro — pode ser alcançado. As descobertas sugerem que, ao usar o método de bloqueio gênico para esterilizar o hospedeiro, os cientistas podem criar um sistema confiável para preservar o material genético do Beluga. Esta abordagem oferece um caminho prático para a conservação, permitindo potencialmente que os cientistas colham material genético valioso de esturjões ameaçados anos antes do que seria possível se esperassem que os peixes amadurecessem naturalmente na natureza.