Os pesquisadores da Suíça conseguiram gerar espermatozóides de rato dentro de camundongos estéreis. A técnica usada pode ajudar cientistas a salvar espécies ameaçadas de extinção. A inovação foi relatada na revista científica Stem Cell Reports.
Cientistas do Instituto Federal de Tecnologia de Zurique (ETH Zurich) usaram células-tronco pluripotentes (PSCs) para realizar o experimento. As PSCs podem se dividir e se desenvolver em outros tipos de células. Quando elas são retiradas de um indivíduo e injetadas em um blastocisto — o estágio inicial de um embrião que tem forma de bola e contém cerca de 60 células — pode se formar uma quimera , um organismo contendo células de diferentes indivíduos.
Se o blastocisto for geneticamente modificado para não ter genes que codifiquem certas características, os PSCs intervirão e formarão essas características, como células germinativas (espermatozóides ou óvulos), em um processo chamado complementação de blastocisto.
O biólogo de células-tronco Ori Bar-Nur, do ETH Zurich, e sua equipe usaram essa técnica para cultivar esperma de rato em camundongos.
Bar-Nur e sua equipe injetaram PSCs de rato em blastocistos de camundongos modificados que não tinham um gene para produzir esperma. Quando os camundongos cresceram até a idade adulta, eles produziram exclusivamente células de esperma de rato que poderiam fertilizar óvulos de rato fêmea, embora com menos sucesso do que o esperma de rato normal.
“Nosso estudo mostra que podemos usar animais estéreis como hospedeiros para a geração de células germinativas de outras espécies animais”, diz Bar-Nur, que é o principal autor do estudo, em comunicado. “Além de um avanço conceitual, essa noção pode ser utilizada para produzir gametas de espécies animais ameaçadas de extinção dentro de animais mais prevalentes. Outras implicações podem envolver um método aprimorado para produzir modelos transgênicos de ratos para pesquisa biomédica”.
Os pesquisadores não conseguiram que os óvulos fertilizados se desenvolvessem normalmente ou produzissem descendentes vivos, mas esperam adaptar métodos do trabalho de cultivo de esperma de camundongo em ratos.
“Ficamos surpresos com a relativa simplicidade pela qual pudemos misturar as duas espécies para produzir quimeras viáveis. Esses animais, em geral, pareciam saudáveis e se desenvolveram normalmente, embora carregassem células de camundongo e rato em um animal quimérico”, diz Bar-Nur. “A segunda surpresa foi que, de fato, todos os espermatozóides dentro das quimeras eram de origem de rato. Como tal, o ambiente hospedeiro do camundongo, que era estéril devido a uma mutação genética, ainda era capaz de suportar a produção eficiente de espermatozóides de uma espécie animal diferente”.
Embora os pesquisadores tenham sido capazes de gerar espermatozóides que morfologicamente pareciam indistinguíveis dos espermas normais de ratos, essas células eram imóveis e as taxas de fertilização de óvulos eram significativamente menores em comparação com os espermatozóides produzidos naturalmente em ratos.
No entanto, o trabalho fornece uma prova de princípio de que é possível gerar espermatozóides de uma espécie animal em outra misturando as duas espécies em um organismo gerado artificialmente chamado quimera. O uso de camundongos estéreis para PSCs de ratos geneticamente modificados pode acelerar a produção de ratos transgênicos para modelar doenças humanas em pesquisas biomédicas.
No futuro, os pesquisadores tentarão produzir animais vivos a partir de células de esperma de rato que foram produzidas em quimeras de camundongo-rato. “Precisaremos melhorar a técnica e demonstrar que o esperma de rato produzido em camundongos pode dar origem a ratos adultos ao fertilizar óvulos de rato”, diz Bar-Nur.
Um plano mais distante é adaptar essa técnica para a produção de gametas de espécies de roedores ameaçadas de extinção para apoiar os esforços de conservação de espécies animais. “Por exemplo, na medida em que conseguirmos obter células-tronco de um roedor ameaçado de extinção, que em algum momento pode ser extinto, poderemos empregar o mesmo método para produzir suas células germinativas por meio da produção de quimeras com camundongos”, disse Bar- Nur diz.
“No entanto, é importante notar que vários obstáculos científicos precisarão ser superados para adaptar essa técnica a outras espécies animais. Além disso, ainda é preciso mostrar a produção de células reprodutivas femininas (ou seja, ovos) em camundongos estéreis, especialmente se pretendermos utilizar essa tecnologia para esforços de conservação de espécies”.