Novas visões sobre a inovação mais proeminente da natureza- a capacidade de manter uma gravidez bem-sucedida

Uma equipe de pesquisa internacional liderada por cientistas da Universidade de Viena revelou novas visões sobre como as espécies de células e redes de comunicação especializadas na interface entre a mãe e o feto evoluíram ao longo de milhões de anos. Essas descobertas lançam luz sobre uma das inovações mais maravilhosas da natureza – a capacidade de manter uma gravidez bem -sucedida. Os resultados foram publicados em Ambiente de natureza e desenvolvimento.

A gravidez longa e prolongada é suficiente para apoiar o crescimento de todo o feto é uma penetração distinta dos mamíferos da placenta – um grupo que inclui seres humanos. No meio disso está a interface embrionária da mãe: a localização no útero, onde a placenta encontra a criança com o útero da mãe, e onde quer que seja uma distinção geneticamente a mãe e o feto, têm contato íntimo e interação contínua. Essa fachada deve alcançar um equilíbrio preciso: íntimo o suficiente para trocar nutrientes e sinais, mas é protegido o suficiente para impedir que o sistema imunológico da mãe da recusa de feto “estrangeiro” geneticamente.

Para revelar as origens e os mecanismos por trás dessa estrutura complexa, a equipe analisou textos de células mono-células de genes ativos em células individuais de seis tipos de mamíferos que representam os principais ramos da árvore de desenvolvimento de mamíferos. Esses camundongos e porcos incluem a Guiné (roedores), Makak e humanos (os principais), dois outros resgates incomuns: Tenrec (mamíferos da placenta primitiva) e Obusum (marcianos separados dos mamíferos da placenta antes que a placenta complexa se desenvolva).

“Atlas do transporte dos mamíferos

Ao analisar células na frente da mãe de Jenin, os pesquisadores conseguiram rastrear a origem evolutiva e diversificar os tipos de células principais em questão. Seu foco estava em dois jogadores principais: células placenta, que surgem do feto e invadiram os tecidos da mãe e células carnudas uterinas, que são da origem da mãe e respondem a essa invasão.

Usando ferramentas de biologia molecular, a equipe identifica assinaturas genéticas distintas – padrões de genes únicos para tipos específicos de células e suas funções especializadas. Vale a pena notar que eles descobriram uma assinatura genética ligada ao comportamento suave das células da placenta fetal que foram salvas em mamíferos por mais de 100 milhões de anos. Essa descoberta desafia a visão tradicional de que as células da placenta de gás são exclusivas dos seres humanos e, em vez disso, revela que é uma característica profunda do desenvolvimento de mamíferos. Durante esse período, as células da mãe também não foram fixadas. Os mamíferos de revestimento são encontrados, mas não, não a pista, em novas formas de hormônios, um passo central para a gravidez longa e a gravidez complexa e um sinal de que o feto e a mãe podem se desenvolver.

Diálogo celular: entre cooperação e conflito

Para entender melhor como a fábrica da interface fetal, o estudo testou duas teorias influentes sobre o desenvolvimento da comunicação celular entre a mãe e o feto.

A primeira, a “hipótese do mistério”, prevê que, ao longo do tempo evolutivo, os sinais hormonais são claramente dedicados ao feto ou à mãe – uma possível proteção para garantir clareza e impedir a manipulação. Os resultados confirmaram essa idéia: alguns sinais, incluindo proteínas Wnt, motores imunológicos e hormônios esteróides, podem ser rastreados em um tecido de origem.

A segunda, a “hipótese da escalada” (ou “conflito genético”), indica que existe uma raça para os braços evolutivos entre os genes da mãe e o feto – por exemplo, com referências ao crescimento do feto enquanto o lado da mãe tenta misturá -lo. Esse estilo foi observado em um pequeno número de genes, especialmente o IGF2, que regula o crescimento. No geral, as evidências indicaram o sinal cooperativo apreendido.

Esses resultados indicam que o desenvolvimento pode ter preferido mais coordenação entre a mãe e o feto do que antes. A luta de força da mãe assim chamada parece ser limitada a áreas genéticas específicas. Em vez de perguntar se a gravidez como um todo é um conflito ou cooperação, a pergunta mais útil pode estar: onde está o conflito? “

Daniel J. Standamour, o principal autor do estudo e pesquisador do Departamento de Biologia Evolucionária, Universidade de Viena

Análise de uma célula: a chave para a descoberta evolutiva

As descobertas da equipe tornaram-se possíveis combinando duas ferramentas fortes: uma ciência de células que incorpora a atividade dos genes em células individuais e técnicas de modelagem evolutiva que ajudam os cientistas a reconstruir como considerar recursos em seus longos antecessores. Ao aplicar esses métodos aos tipos de células e sua atividade genética, os pesquisadores podem simular como as células se comunicam em diferentes tipos e até um vislumbre de como esse diálogo evoluiu ao longo de milhões de anos.

“Nossa abordagem abre uma nova janela no desenvolvimento de sistemas biológicos complexos – de células individuais para todo o tecido”, diz Silvia Basta, autora, primeiro pesquisador e primeiro pesquisador da Universidade de Viena. O estudo destaca como a gravidez se desenvolve, mas também fornece uma nova estrutura para rastrear inovações evolutivas no nível da visão celular que podem um dia melhorar como entender, diagnosticar ou tratar complicações relacionadas à gravidez.

A pesquisa foi realizada nos laboratórios Mihaela Pavličev no Departamento de Biologia Evolutiva, Universidade de Viena, e Gunter Wagner na Universidade de Yale. Wagner é professor de Fakhri em Yale e colega de pesquisa mais antiga da Universidade de Viena. O estudo foi apoiado pela John Templeton Foundation e pelo Austrian Science Fund (FWF).