Há muito se sabe que as lulas possuem aglomerados de células sensoriais microscópicas na cabeça e nos braços, estruturas que se parecem notavelmente com as células ciliadas escondidas nas profundezas do ouvido humano. O que pesquisadores da Case Western Reserve University descobriram agora é que essas células não estão de forma alguma limitadas a essas regiões. Os animais têm centenas mais delas, distribuídas por toda a superfície do corpo, segundo um estudo publicado na edição atual da Current Biology.
O trabalho equivale ao primeiro mapeamento de corpo inteiro das linhas laterais da lula, os conjuntos sensoriais formados por células ciliadas, e pode dar aos cientistas uma nova maneira de explorar como a audição funciona e como ela falha nas pessoas.
Um sistema sensorial que cobre todo o animal
Células ciliadas são células especializadas cobertas por feixes de pequenas protuberâncias semelhantes a pelos. Quando esses feixes são desviados pelo movimento, a célula responde, convertendo um impulso mecânico em um sinal biológico. Esse mecanismo básico está por trás de uma ampla gama de habilidades sensoriais em todo o reino animal e, nos humanos, é o ponto de partida para cada som que percebemos.
Nas lulas, as células já haviam sido documentadas na cabeça e nos braços. A equipe da Case Western Reserve descobriu que o mesmo tipo de célula também reveste a superfície do corpo, acrescentando centenas mais à população conhecida. Segundo Brian McDermott, professor associado da Case Western Reserve School of Medicine, que liderou a equipe de pesquisa, as lulas são cefalópodes com uma população diversificada de células ciliadas na superfície do corpo. Essa população, disse ele, pode gerar insights não apenas sobre como esses animais detectam o movimento da água para sobreviver, mas também sobre como a audição e a surdez ocorrem nos humanos.
O mapeamento tridimensional das linhas laterais é o primeiro do tipo para lulas e reformula um animal geralmente estudado por seu sistema nervoso e habilidades de camuflagem como um potencial modelo também para a biologia sensorial.
Imagear um corpo inteiro sem destruí-lo
Encontrar as células exigiu uma técnica capaz de enxergar através do tecido sem despedaçá-lo. A equipe contou com a microscopia de folha de luz, um método de imageamento de ponta que usa um laser para criar uma fina folha de luz. Em vez de iluminar um espécime inteiro de uma só vez, a folha ilumina um único plano por vez, e a pilha de imagens resultante pode ser montada em reconstruções tridimensionais detalhadas.
Como apenas uma estreita fatia de tecido é exposta à luz a cada momento, a abordagem também minimiza danos à amostra, uma vantagem crítica quando o objetivo é examinar estruturas delicadas em todo um organismo, e não em uma única região dissecada. Um estudo que precisa catalogar células da cabeça à cauda seria difícil de concluir com métodos que degradam o tecido à medida que avançam.
Parte da pesquisa ocorreu no Marine Biological Laboratory, em Woods Hole, Massachusetts, como parte de um programa de bolsa de três anos focado em como as lulas ouvem. Carsten Wolff, diretor associado do Imaging Service e pesquisador de imageamento no MBL, trabalhou com o grupo da Case Western Reserve. A equipe também incluiu estudantes de pós-graduação e graduação da universidade.
As células ciliadas escondidas no ouvido humano
A comparação com a audição humana não é casual. Quando as vibrações sonoras entram no ouvido, elas viajam até a cóclea, um órgão em forma de caracol no ouvido interno que é revestido por milhares de células ciliadas. Cada uma dessas células carrega um feixe de pequenas estruturas semelhantes a pelos que respondem às vibrações recebidas, disparando os sinais que o cérebro interpreta como som.
Essas células humanas ficam profundamente dentro do crânio, envoltas em osso e difíceis de alcançar. As células de lula que a equipe da Case Western Reserve imageou ficam do lado de fora do corpo, visíveis por toda a superfície do animal. Esse contraste é central para a promessa do estudo: os pesquisadores sugerem que a descoberta pode abrir uma janela sem precedentes para como os humanos usam sua audição e como a perdem. Um tipo de célula difícil de ver em uma espécie acaba se revelando à vista de todos em outra.
Por que um animal oceânico importa para a pesquisa sobre audição
Para as lulas, as células ciliadas são uma ferramenta de sobrevivência. Os conjuntos da linha lateral detectam o movimento da água, ajudando os animais a perceber o ambiente ao seu redor enquanto viajam pelo oceano, encontram presas e evitam ameaças. Como esses conjuntos estão espalhados pela superfície do corpo, eles podem ser examinados e estudados de maneiras que o ouvido interno humano não permite.
Essa acessibilidade é o que torna a descoberta relevante muito além da biologia marinha. Ao mapear onde as células estão e como se organizam em conjuntos, os pesquisadores ganham um sistema de referência para perguntar como os feixes de células ciliadas se formam, como estão dispostos uns em relação aos outros e o que acontece quando essas estruturas são perturbadas. Essas perguntas estão próximas do cerne do trabalho que o estudo da lula pretende informar: entender como a audição e a surdez ocorrem nas pessoas.
- O estudo documenta células ciliadas em toda a superfície do corpo da lula, não apenas na cabeça e nos braços.
- Ele fornece o primeiro mapeamento completo das linhas laterais da lula, os conjuntos que essas células formam.
- A microscopia de folha de luz tornou possível o levantamento de corpo inteiro ao imagear um plano por vez em três dimensões.
- O objetivo declarado da equipe é usar a lula como uma janela para a audição e a surdez humanas.
Questões em aberto e próximos passos
O mapa de corpo inteiro levanta tantas perguntas quanto responde. Como as células recém-encontradas ao longo do corpo funcionam na vida diária da lula, e como se relacionam com os conjuntos mais densos na cabeça e nos braços, ainda precisa ser esclarecido. O programa de bolsa de três anos que apoiou o trabalho foi concebido justamente para investigar como as lulas ouvem, então o levantamento de imageamento provavelmente servirá como base para estudos funcionais que se seguirem.
Ele também deixa em aberto quão amplamente o padrão se mantém. A descoberta da equipe é específica para lulas, e traduzi-la em princípios gerais sobre a organização das células ciliadas entre cefalópodes exigiria levantamentos semelhantes de outras espécies. Os métodos usados aqui, no entanto, tornam tais comparações muito mais viáveis do que eram antes.
Por ora, a contribuição do estudo é estrutural: uma descrição detalhada e tridimensional de onde essas células sensoriais estão, em um animal cujo plano corporal as torna incomumente visíveis. Se essa visibilidade se traduzirá em respostas sobre a audição humana dependerá do que os pesquisadores aprenderem a seguir, mas a descoberta lhes entrega um conjunto de células muito maior para estudar do que qualquer um esperava encontrar.
Este artigo é baseado em reportagem do Phys.org. Leia o artigo original.
Originally published on phys.org
