Nas profundezas das folhas húmidas da floresta de Lenneberg, perto de Mainz, na Alemanha, pequenas formigas operárias da espécie Temnothorax nylanderi vivem vidas surpreendentemente longas. Enquanto uma típica formiga operária geralmente vive uma vida curta e ocupada de apenas um a dois anos, as operárias portadoras da tênia parasita Anomotenia brevis podem viver várias vezes mais. Em vez de morrerem jovens, as suas hipóteses de sobrevivência são iguais às da sua rainha, uma formiga real que pode viver até vinte anos.Agora, um estudo detalhado publicado na revista BMC Genomics mostra como esta vida invulgarmente longa realmente funciona. Cientistas da Universidade Johannes Gutenberg Mainz (JGU) descobriram que as tênias não apenas deixam as formigas doentes ou fracas. Em vez disso, altera cuidadosamente a forma como os genes da formiga funcionam, ajustando os processos normais do corpo para que o corpo físico da operária comece a agir como uma formiga rainha longeva.
Aproveitando a biologia real
Para entender como os parasitas prolongam a vida, uma equipe de pesquisa internacional liderada pela professora Suzanne Foitzik, do Instituto de Evolução Organísmica e Molecular (iomE) da JGU, trouxe colônias de formigas florestais para o laboratório. Eles dividiram as formigas em três grupos experimentais: rainhas saudáveis, operárias saudáveis não infectadas e operárias portadoras de parasitas de tênia.Os cientistas removeram cuidadosamente duas partes principais da formiga: o cérebro e o corpo gorduroso. Nos insetos, o corpo gorduroso é um importante tecido abdominal que armazena energia, gerencia a digestão, gerencia o estresse e protege o sistema imunológico, assim como o fígado humano. Usando sequenciamento avançado de RNA, os pesquisadores mediram quais genes estavam ativos nesses tecidos. Eles também analisaram dados genéticos da tênia para rastrear sua atividade e verificar se ela estava usando estratégias químicas secretas.Os resultados mostraram uma clara diferença na forma como o parasita afeta seu hospedeiro. Em vez de causar danos gerais, a infecção altera os genes ativos da formiga de maneiras muito específicas.“Nossas análises genéticas mostram que a infecção não apenas deixa as formigas doentes, mas também altera sua fisiologia de uma forma altamente direcionada”, diz Suzanne Foitzik. “No nível molecular, as operárias infectadas apresentavam um perfil que lembrava parcialmente o da rainha”.Essa mudança foi mais forte dentro do corpo grosso. Os genes activos nas operárias infectadas correspondem muito aos das rainhas de vida longa, particularmente os sistemas biológicos responsáveis pela digestão, imunidade, resistência ao stress e envelhecimento.“As descobertas no corpo gorduroso sugerem que a tênia explora as vias metabólicas e de sinalização existentes nas formigas e as transloca”, disse Foitzik.
Cérebro quieto e comportamento lento
Embora o parasita modifique o corpo da formiga para retardar o envelhecimento, ele segue um caminho completamente diferente dentro do cérebro. Em ninhos saudáveis, as formigas operárias constroem, coletam alimentos, cuidam das formigas jovens e protegem a colônia. Os trabalhadores infectados, no entanto, ficam muito quietos, trabalham muito menos e ficam em casa por longos períodos de tempo.Quando os pesquisadores examinaram o tecido cerebral, descobriram que as operárias infectadas não se pareciam em nada com a rainha. Em vez disso, muitos neuropeptídeos, que sinalizam substâncias químicas que regulam a atividade social, a alimentação e os níveis de energia, foram regulados negativamente juntamente com os segmentos celulares receptores.“O efeito da infecção é, portanto, específico do tecido”, explicou Giulia Blasi, primeira autora do estudo e pesquisadora de doutorado no IOME. “No corpo gordo, vemos uma mudança em direção a um perfil metabólico semelhante ao de uma rainha. No cérebro, por outro lado, muitas vias de sinalização associadas ao comportamento e à atividade são atenuadas”.
Uma estratégia de aquisição indireta
A princípio, os cientistas se perguntaram se a tênia estava produzindo seus próprios produtos químicos imitadores, manipulando diretamente o cérebro e o corpo da formiga. Muitos parasitas produzem produtos químicos falsos que se parecem com os sinais do próprio hospedeiro, enganando o corpo do hospedeiro para que faça o que o parasita deseja.No entanto, testes genéticos de tênias mostraram que seus produtos químicos não são suficientes para agir como imitadores diretos dos produtos químicos das formigas.“Os dados sugerem que o parasita afeta indiretamente a formiga, interferindo nas próprias redes regulatórias do hospedeiro, que regulam o metabolismo, o sistema imunológico, o envelhecimento e o comportamento, entre outros processos”, disse Blasi.Esta abordagem inteligente enquadra-se no plano de vida da tênia. Para Anomothenia brevis, as formigas operárias são um lar temporário. Os parasitas não podem botar ovos dentro das formigas; Seu ciclo de vida completo só pode ser concluído dentro do estômago do pica-pau, seu principal hospedeiro.Manter as formigas hospedeiras vivas por mais tempo tem um propósito real, tornando-as lentas e letárgicas. Uma formiga que vive no ninho durante anos sem se queimar dá à tênia um lar seguro e estável. Ao mesmo tempo, uma formiga lenta e em repouso prepara comida fácil enquanto um pica-pau desmonta o ninho em busca de alimento.
Uma visão clara de como funciona o envelhecimento
O estudo, financiado pela Fundação Alemã de Pesquisa, foi conduzido pelas pesquisadoras da JGU Suzanne Foitzik, Giulia Blasi e Katharina Schollow, juntamente com Hugo Daras, da Universidade de Zhejiang, em Hangzhou, China.As descobertas dão aos cientistas uma configuração natural útil para estudar como o envelhecimento é regulado no nível genético. Como as formigas operárias e as formigas rainhas nascem exatamente com as mesmas instruções genéticas, sua expectativa de vida muito diferente depende inteiramente de quais genes estão ativados ou desativados.“Rainhas e operárias de insetos sociais compartilham a mesma base genética, mas diferem muito no estilo de vida e no tempo de vida”, diz Suzanne Foitzik. “As operárias infectadas apresentam um perfil molecular parcialmente semelhante ao da rainha no corpo gorduroso, sugerindo que o parasita se aproveita dos programas biológicos existentes da formiga”.A pesquisa foi conduzida por Giulia Blasi, Katharina Schollow, Hugo Daras e Susanne Foitzik da Universidade Johannes Gutenberg de Mainz. Sua pesquisa, intitulada A infecção por cestódeos está associada à sinalização de neuropeptídeos em um inseto social e a alterações transcricionais de uma via de envelhecimento específica da espécie, Investiga como a infecção parasitária afeta a atividade genética e as vias de envelhecimento em insetos sociais.
