Os olhos humanos são complexos e irreparáveis, mas são estruturalmente como caracóis de maçã de água doce, que podem cultivar completamente seus olhos completamente. Alice Aquorcy, professora assistente de biologia molecular e celular da Universidade da Califórnia, estuda como esses caracóis voltam aos seus olhos – finalmente com o objetivo de ajudar a trazer ferimentos oculares.
Em um novo estudo publicado em 6 de agosto ComunicaçãoA Acorcy mostra que os caracóis de maçã e os olhos humanos compartilham muitas propriedades fisiológicas e genéticas.
“Os caracóis de maçã são uma criatura extraordinária”, disse Acorcy. “Eles oferecem uma oportunidade única de estudar a regeneração de órgãos sensíveis complexos. Antes disso, estávamos faltando um acordo para a regeneração dos olhos completos”.
Sua equipe também criou métodos para editar o genoma do Apple Snnel, que lhes permite explorar processos genéticos e moleculares por trás de sua regeneração ocular.
Um caracol de velocidade muito azeda
Carne de maçã dourada (Pomas canaliculados) Da América do Sul, espécies de caracóis de água doce. Agora é agressivo em muitas outras regiões do mundo, mas Acori disse que o mesmo recurso que torna os caracóis de maçã tão agressivos também os transforma em um bom animal para trabalhar no laboratório.
“Os caracóis de maçã são elásticos, sua geração é muito curta durante o tempo e eles têm muitos filhos”, disse ele.
Além de ser fácil de cultivar no laboratório, os caracóis de maçã têm olhos “do tipo câmeras”-os mesmos que as pessoas.
Os caracóis são conhecidos por suas habilidades regenerativas há séculos – em 76666666, um pesquisador observou que os caracóis de jardim decapitados poderiam substituir suas cabeças inteiras. No entanto, esse recurso é o ganhador do primeiro estudo regenerativo de Acosoori.
“Quando comecei a ler sobre isso, estava me perguntando por que ninguém já estava usando um caracol para estudar a regeneração?” Disse em todo. “Acho que isso ocorre porque não conseguimos encontrar o caracol perfeito para o estudo agora. Muitos outros caracóis são muito difíceis ou muito lentos para se reproduzir no laboratório e também transforma um desafio adicional”.
Olho
O Reino Animal tem muitos tipos de olhos, mas os olhos do tipo câmeras são especialmente conhecidos por produzir imagens de alta resolução. Eles têm uma córnea protetora, uma lente para o foco e uma retina que contém milhões de células de fotoropter correlacionadas à luz. Eles são encontrados em todas as aranhas, algumas aranhas, lulas e octopia e alguns caracóis.
Usando uma combinação de isolamento, microscopia e análise genômica, a equipe ACORCI mostrou que os olhos dos caracóis de maçã são física e geneticamente como os olhos humanos.
“Fizemos muito trabalho que fizemos muito trabalho que muitos genes que participam do desenvolvimento dos olhos também estão presentes no caracol”, disse Acori. “Após a regeneração, os novos rituais oculares e a expressão do gene são bastante uniformes com o original”
Como restaurar um olho
Então, como os caracóis voltam aos olhos após a separação? Os pesquisadores mostraram que o processo leva cerca de um mês e consiste em várias etapas. Primeiro, a ferida deve ser curada para prevenir a infecção e os danos por fluidos, o que geralmente leva cerca de 24 horas. Em seguida, as células não publicadas são transferidas para a área e expandidas. Por cerca de uma semana e meia, essas células começam a formar estruturas oculares com lente e retina. Após 15 dias, todas as estruturas do olho estão presentes no nervo óptico, mas essas estruturas continuam a amadurecer e crescer por várias semanas.
“Ainda não temos a evidência final de que as imagens podem ser vistas, mas fisicamente, elas têm todos os elementos necessários para a formação de uma imagem”, diz Acori. “Schmins seria muito interessante para desenvolver a bolsa comportamental para mostrar que eles poderiam processar o estímulo, assim como estavam trabalhando com seus novos olhos enquanto trabalhavam com seus olhos originais. É nisso que estamos trabalhando”
O partido também investigou quais genes estavam ativos durante o processo de regeneração. Eles mostraram que os caracóis tinham cerca de 9.000 genes assim que a separação foi expressa em taxas diferentes em comparação com os olhos dos adultos comuns. Após 20 dias, 1.175 genes ainda foram expressos separadamente no olho regenerado, o que sugere que, embora os olhos pareçam totalmente desenvolvidos após um mês, a maturidade completa pode levar mais tempo.
Regenerado
Os métodos Acorcy desenvolvidos para editar o genoma do caracol usando o CRISPR-CASS 9 é melhor entender como os genes controlam a regeneração.
“A idéia é mudar os genes específicos e depois ver o impacto que isso tem no animal que pode nos ajudar a entender a eficácia de diferentes partes do genoma”, disse Acorcy.
Como o primeiro teste, a equipe usou o CRISPR/CASS 9 para trocar um gene Pax 6 No feto do caracol. Pax 6 Sabe -se que humanos, ratos e moscas da fruta desenvolvem cérebro e olho e controlam a organização. Cada gene tem duas cópias como um caracol como os humanos – cada pai é um. Os pesquisadores mostraram que quando os caracóis de maçã contêm duas versões não funcionais Pax 6Eles se desenvolvem sem olhos, o que mostra que é Pax 6 Os caracóis de maçã também são essenciais para o desenvolvimento primário dos olhos.
Em todo o está trabalhando na próxima etapa: se sendo testado Pax 6 Eye também desempenha um papel na regeneração. Para determinar, os pesquisadores precisam mudar ou parar Pax 6 Verifique os adultos nos caracóis e, em seguida, suas capacidades regenerativas.
Ele também está investigando outros genes relacionados aos olhos, incluindo genes que controlam certas partes do olho, como lente ou retina e controles Pax 6O
“Se encontrarmos um conjunto de genes importantes para a regeneração ocular e esses genes também estão presentes na coluna, podemos ativá -los para permitir a regeneração ocular em humanos”.
Autores adicionais do estudo são asmita gatamraju e Brenda Pardo, Eric Ross, Timothy J. Corbin, Melania McClan, Kyle Weaver, Kim Delventhal, Jason A. Morrison, Mary Cathlene McKini e Alejzozro Shancho Stanges. Ele fez a maioria dos estudos no Acrose Stores Institute for Medical Research, onde trabalhou como bolsista pós -dortural antes de ingressar na UC Davis em 2021.
A pesquisa foi financiada pelo Instituto Médico Howard Hughes, pela Sociedade de Biologia do Desenvolvimento, pela Associação Americana de Anatomia e pelo Instituto de Soas de Pesquisa Médica.
