Entrevista à Doutora Leonor Fleming - Zebra-Fish

Em visita a um dos laboratórios do Instituto de Medicina Molecular, entramos em contacto com um outro modelo experimental: Peixe-Zebra.
O peixe-zebra é um peixe que é utilizado desde, aproximadamente, os anos 60. É da zona da Índia, de águas baixas e quentes – a sua temperatura óptima é de 28ºC; Come artémia - crustáceos muito pequeninos – paramécia (um protozoário) dada especialmente aos “bebés” e alimentos secos como os que damos aos peixes que se têm em casa que tão bem conhecemos.
Os peixes são mantidos todos na mesma sala, a 25ºC com um grau de humidade a 70% tentando criar as condições óptimas que os peixes têm no seu ambiente natural e estão devidamente identificados: linha de descendência, linha mutante, investigador, e data de nascimento.
A sua utilização como modelo deve-se, principalmente, à capacidade que esta espécie apresenta de regenerar tecidos: Têm capacidade de regenerar as caudas, o coração e a retina.
São um tipo de peixe de fácil manutenção, resistente e fácil de manipular; Apresentam também algumas características como fenótipos distinguíveis como cor, riscas, pintas/padrões que possibilitam a observação da transmissão de características e dos efeitos das mutações.
Ocupam pouco espaço e possibilitam reproduzir muito facilmente as experiências quando feitas em embriões uma vez que o embrião desta espécie é transparente permitindo observar o desenvolvimento dos órgãos e perceber como é que isso acontece o que é muito importante na biologia do desenvolvimento.
Outra razão que leva os cientistas a optarem por este modelo é que, actualmente, existem muitas técnicas que permitem o estudo na fase embrionária para fazer os transgénicos, os mutantes; ou seja, existem muitas ferramentas para trabalhar com este modelo o que o torna muito “apetecível”.
Os peixes são postos em caixas, caixas de cruzamento, para se reproduzirem. Os indivíduos são escolhidos e isolados em cada uma das caixas sendo assim possível controlar a transmissão de características. Por vezes, são postos mais do que um macho na caixa para aumentar as possibilidades de acasalar uma vez que são as fêmeas de peixe-zebra que escolhem e podem necessitar de um incentivo. Estas caixas apresentam uma grelha removível no fundo que é utilizada com o intuito de isolar os ovos postos para evitar que sejam comidos.
Em laboratórios podem ser cruzados uma vez por semana e um casal pode dar mais de cem embriões que se tornam adultos em três meses sendo nesta etapa que adquirem a capacidade de se reproduzirem; um grande número de indivíduos adultos e principalmente de embriões não é muito fácil de obter com qualquer espécie razão esta que constitui mais uma das vantagens inerentes ao modelo em causa.
O estudo em peixe-zebra é feito em diferentes etapas do seu desenvolvimento: embrionária, larvar e adulta.
Relacionado com o estudo na fase embrionário e apenas a título de curiosidade, descobrimos que esta espécie de peixes põe os ovos com o nascer do sol ou com o acender da luz em laboratório; Alguns investigadores necessitam dos embriões com determinado número de horas. Para que esse numero coincida com horas “laborais” - entre as 9h da manhã e as 5h da tarde - para evitar que tenham de trabalhar por exemplo às duas ou às quatro da manhã, criaram uma caixa – blackbox – na qual põem os peixes e determinam os ciclos dia/noite. Por exemplo, acendem a luz às três da tarde e apagam as 9 horas da manhã tendo assim o problema resolvido!
Um estudo que está a ser feito e que nos foi partilhado, dá-se, por exemplo, na fase larvar – depois de os ovos eclodirem (mais ou menos dois dias depois de postos) – em que os peixes já nadam, já não são embriões. A este nível de desenvolvimento estuda-se (entre outras coisas) processos envolvidos na cicatrização; no caso da investigadora Rita com quem tivemos a oportunidade de falar, trabalha-se no sentido de caracterizar o processo de regeneração.
Uma vez que para estudar a regeneração é necessário causar um dano, a cauda dos peixes é amputada de forma induzir o processo em causa. Para a amputação e uma vez que os peixes sentem a dor, estes são anestesiados. Após a amputação, o organismo dos peixes vai então reagir. Para caracterizar/estudar esta resposta são utilizados peixes transgénicos para um gene que está ligado a uma GFP o que possibilita observar onde e que esse gene está a ser expresso funcionando como um marcador; no caso em causa, a GFP marca a membrana das células permitindo observar a sua migração e assim, acompanhar o processo de regeneração.
O sistema utilizado para operar nos embriões é a micro-injecção; consiste em injectar – com uma agulha de vidro muito fininha - embriões ao estadío de uma única célula para inserção ou delecção de material genético como DNA ou RNA.
A desvantagem mais evidente é que não são mamíferos e como tal o seu grau de complexidade é muito inferior constituindo um bom modelo para a investigação mais básica chamada de biologia básica ou investigação base a partir da qual outros investigadores iram começar para proceder a investigações mais complexas, mais clínicas, através da utilização de outros modelos também mais complexos como por exemplo o ratinho que é um mamífero; O peixe é um óptimo modelo para estudar as estruturas mais simples, básicas, como o gene, a molécula, o percurso das células porque permite compreender os mecanismos mais básicos.
A investigação no peixe-zebra tem diferentes aplicações. Actualmente o estudo é feito no sentido de descobrir que genes e que mecanismos estão envolvidos no processo de regeneração de tecidos, como já foi mencionado, para perceber se depois é possível adaptar ao Homem. Por exemplo para aplicar por exemplo à cicatrização de feridas e a doenças como a assimetria dos órgãos (bebes que nascem com o coração virado ao contrário). Estudam-se diferentes mutações, diferentes linhas de peixes transgénicos que permitem perceber os mecanismos envolvidos nessas doenças.

Entrevista ao Doutor Tiago Outeiro - Leveduras

De que maneira é que as leveduras permitem a investigação de problemas que afectam o Homem? Como de processa a investigação? Qual o porquê da utilização deste modelo? – Perguntas as quais tiveram resposta em entrevista com o Dr. Tiago Outeiro.
Por João Mata, Maria B. Duarte e Rodrigo Silva

No passado dia 11 de Fevereiro, em entrevista com o doutor Tiago Outeiro e com a estudante de doutoramento tivemos a oportunidade de conhecer melhor o modelo experimental que diz respeito às leveduras e encontramos muitas respostas que procurávamos.
As leveduras são seres eucarióticos e, como tal, os ácidos nucleícos estão confinados no núcleo; a sua organização celular é semelhante à do Homem. Este factor constitui uma vantagem mas não é a única.
A utilização das leveduras como modelo justifica-se por muitas razões: são seres fáceis de manipular, não são patogénicos, com uma taxa de reprodução elevada (as leveduras reproduzem-se assexuadamente a cada 30-40 minutos), o seu genoma é conhecido (aproximadamente 6000 genes, 1996), não necessitam de muito investimento, são fáceis de manter e não ocupam muito espaço. Para além disto, uma vez que é um organismo utilizado na produção de pão, cerveja e álcool desde há muito anos (cerca de 20.000), é muito conhecido e toda a informação que existe acerca destes está muito bem organizada e muito completa num site; assim sendo, durante a investigação, qualquer dúvida que surja tem resposta quase que instantânea! Outra vantagem é que muitos dos genes mutados com as doenças humanas em conservados nas leveduras e que é fácil inserir e delectar genes do seu genoma.
A partir da investigação nestes seres vivos mais complexos que bactérias mas muito mais simples que os seres humanos, pode-se transpor para o Homem tendo sendo muito cuidado e tendo em conta outros factores que possam influenciar. Esta extrapolação é possível uma vez que o Homem e as leveduras apresentam mecanismos e proteínas homólogos.
Estes investigadores pertencem ao sector de investigação de doenças Neurodegenerativas do Instituto de Medicina Molecular; os seus estudos neste momento são feitos no sentido de tentar descobrir alguns mecanismos, processos e factos inerentes à ocorrência de Parkinson, Alzheimer e Huntigton. Contudo a utilização das leveduras é possível para muitos outros domínios. As células humanas mutadas responsáveis por estas doenças são bondosa e voluntariamente doadas por portadores das doenças que no geral se mostram sempre muito disponível e colaborantes.
Este modelo apresenta também algumas limitações uma vez que muitas proteínas existentes no Homem não existem nas leveduras e, sendo estas seres unicelulares e como tal muito mais simples que o Homem, há muito mecanismos que ocorrem neste que não têm lugar nas leveduras. É limitativo quando toca por exemplo a nível de neurónios ou comunicação pois, apesar de comunicarem entre si através de feromonas e coisas desse género, todo o processo de sinapses, conectores, neurotransmissores e receptores não acontece. Se a questão interesse dissesse respeito aos neurónios o modelo mais apropriado seria por exemplo os ratos. Mas se o interesse está em processos mais fundamentais, mais básicos, como por exemplo no que diz respeito a agregados de proteínas na célula, as leveduras são um bom modelo porque este processo é semelhante ao que se dá nos neurónios.
Um importante informação ainda a referir é que, a investigação com leveduras, à semelhança de muitos outros modelos, é utilizado e complementado com a utilização de outros modelos. A investigação passa por inúmeras etapas. O modelo escolhido à partida não é escolhido por acaso. São tidos em conta muitos factores.
As leveduras são utilizadas como “tubos de ensaio”; os investigadores conhecem a proteínas e a levedura. Sendo um organismo mais simples, possibilita observar e estudar melhor os mecanismos do funcionamento celular que dizem respeito à questão científica em causa.