Química da superfície das minhocas revela os segredos do seu desenvolvimento e sobrevivência

Um novo estudo revelou a imagem mais clara de sempre da química da superfície das espécies de vermes, que fornece informações inovadoras sobre a forma como os animais interagem com o seu ambiente e entre si.

Estas descobertas poderão abrir caminho a estratégias para aprofundar a nossa compreensão das adaptações evolutivas, aperfeiçoar a investigação comportamental e, em última análise, vencer as infeções parasitárias.

Os cientistas da Faculdade de Farmácia da Universidade utilizaram um sistema avançado de imagem por espetrometria de massa para examinar os nemátodos Caenorhabditis elegans e Pristionchus pacificus, com o objetivo de caraterizar a composição química da superfície específica de cada espécie e o seu papel na fisiologia e no comportamento.

Os seus resultados mostram que as superfícies dos nemátodos são predominantemente oleosas ou à base de lípidos, formando uma paisagem química complexa. As conclusões foram publicadas na revista JACS.

Os nemátodos, ou vermes, encontram-se em quase todos os ambientes da Terra, incluindo no interior dos animais, do solo, das plantas, das sementes, da água e até dos seres humanos. Em casos graves, as infeções causadas por nemátodos podem levar a graves problemas de saúde.

Esta investigação foi conduzida por Veeren Chauhan, Professor Assistente de Análise de Organismos Inteiros na Escola de Farmácia, que explica que os nemátodos “são um excelente modelo para a biologia humana e são considerados alguns dos animais mais completamente compreendidos do planeta – especialmente em termos de genética, neurologia e biologia do desenvolvimento”.

Ser-humano partilha cerca de 60-70% do seu ADN com estes vermes

“Partilhamos cerca de 60-70% do nosso ADN com estes vermes, pelo que quaisquer novas descobertas sobre eles podem melhorar significativamente a nossa compreensão da biologia humana e contribuir para resolver os desafios globais da saúde humana”, acrescenta.

Utilizando instalações de espetrometria de massa líderes a nível mundial, “estudámos as propriedades químicas da superfície dos nemátodos ao longo do seu desenvolvimento. Isto permitiu-nos seguir as alterações moleculares em pormenor e observar como a química da superfície difere durante o desenvolvimento, varia entre espécies e, mais importante ainda, influencia as suas interações entre si”.

A equipa utilizou o instrumento 3D-OrbiSIMS de última geração da Universidade de Nottingham para revelar que a química da superfície de ambas as espécies de vermes muda ao longo do tempo e é constituída predominantemente por lípidos, que representam cerca de 70-80% da composição molecular.

A Universidade de Nottingham foi uma das primeiras instituições do mundo a obter um instrumento 3D-OrbiSIMS. Este instrumento permite um nível sem precedentes de análise molecular por espectros de massa numa série de materiais, incluindo matérias duras e moles, bem como células e tecidos biológicos.

Quando a sensibilidade da superfície, a elevada resolução de massa e a resolução espacial são combinadas com um feixe de pulverização de perfil de profundidade, o instrumento torna-se uma ferramenta extremamente poderosa para a análise química, como demonstrado neste trabalho recente.

Chauhan prossegue: “Descobrir que estes vermes têm uma superfície predominantemente oleosa, ou à base de lípidos, é um passo significativo para compreender a sua biologia. Estas superfícies lipídicas ajudam a manter a hidratação e constituem uma barreira contra as bactérias, que são essenciais para a sua sobrevivência. O que também é muito interessante é que estes lípidos também parecem servir como pistas químicas que influenciam as interações entre espécies, como a predação. Por exemplo, o comportamento predatório do Pristionchus pacificus é guiado pelo contacto físico com os lípidos da superfície da sua presa, Caenorhabditis elegans, e as alterações nestes lípidos podem aumentar a suscetibilidade da presa à predação”.

“Obter este nível de compreensão da química da superfície destes vermes e da forma como influenciam a interação e a sobrevivência abre novas áreas de descoberta científica e pode, em última análise, ajudar a desenvolver estratégias para combater os vermes parasitas e as doenças que causam”, conclui.