Os vermes também têm ambivalência adolescente

Os vermes também têm ambivalência adolescente

Cientistas de Salk descobrem que mudanças neurológicas marcam a transição de adolescente ambivalente para adulto capaz na lombriga

LA JOLLA—Qualquer pessoa que tenha permitido que uma criança “ajudasse” em um projeto aprende rapidamente que as crianças, por mais inteligentes ou ansiosas que sejam, são menos competentes do que os adultos. Os adolescentes são mais capazes - mas, como todos os pais sabem, os adolescentes podem ser erráticos e pouco confiáveis. E não é apenas em humanos; diferenças óbvias de comportamento e habilidade entre jovens e adultos são vistas em todo o reino animal.

Agora, os cientistas do Instituto Salk que estudam lombrigas sugerem que, tanto em vermes quanto em humanos, os cérebros adolescentes amadurecem para cérebros adultos estáveis, alterando quais células cerebrais eles usam para gerar comportamento. Os cérebros de vermes adolescentes impulsionam um comportamento insosso que lhes permite permanecer flexíveis em um mundo incerto, enquanto os cérebros de vermes adultos impulsionam um comportamento eficiente. A descoberta fornece informações sobre os drivers subjacentes de desenvolvimento neurológico que poderia ajudar a entender melhor o cérebro humano e as doenças.

“Nossa pesquisa mostra que, apesar de terem exatamente os mesmos genes e neurônios dos adultos, as lombrigas adolescentes têm preferências e habilidades de busca de alimentos completamente diferentes”, diz Sreekanth Chalasani, professor associado do Laboratório de Neurobiologia Molecular de Salk e autor sênior do artigo publicado em eNeuro em janeiro de 2017. “É na idade adulta que finalmente vemos os vermes se tornarem mais eficientes e competentes em encontrar comida.”

O microscópico Caenorhabditis elegans verme pode parecer uma fonte estranha de percepção sobre o desenvolvimento do cérebro humano. Com apenas 302 neurônios contra os quase 100 bilhões dos humanos, C. elegans é um organismo muito mais simples, mas seu circuito neurológico básico tem muitas semelhanças com o nosso. E, como os cientistas já mapearam anatômica e funcionalmente os neurônios das lombrigas adultas, eles podem facilmente realizar experimentos e traçar circuitos neurais em C. elegans tarefas que não são possíveis em humanos, fornecendo informações valiosas sobre ambas as espécies.

Por exemplo, tanto os vermes quanto as pessoas respondem ao cheiro do diacetil químico, conhecido pelos humanos como “cheiro de pipoca amanteigada”, que está presente em vários alimentos, incluindo alguns no C. elegans dieta. Na verdade, os vermes têm um par de neurônios chamados AWA dedicados a detectá-lo. Para observar a variação comportamental entre vermes adultos e adolescentes, a equipe de Salk colocou os animais no centro de uma placa com uma gota de diacetil de um lado e um odor neutro do outro. Então, em uma série de testes durante vários dias, eles caracterizaram os caminhos percorridos pelos vermes.

O que os cientistas viram os surpreendeu: os vermes adolescentes vagavam e demoravam para chegar ao diacetil, se é que chegavam lá; vermes adultos foram direto para ele.

“É como se os vermes mais jovens fossem adolescentes angustiados”, diz Laura Hale, pesquisadora colaboradora do Salk e primeira autora do artigo. “Para observar o comportamento deles, é como se eles dissessem: 'Sim, eu sei que devo ir até lá, mas simplesmente não estou com vontade.'”

Quando os cientistas testaram outros cheiros conhecidos por serem atraentes para os adultos, as preferências dos adolescentes variaram bastante. Mas eles responderam com entusiasmo semelhante ao dos adultos ao fugir de um odor repelente, o que mostra que os sentidos dos adolescentes não são prejudicados, eles são apenas diferentes dos adultos.

Para entender o que pode estar acontecendo neurologicamente, a equipe usou técnicas moleculares para fazer os neurônios fluorescerem quando são ativados por odores específicos. Enquanto os vermes adultos e adolescentes eram gentilmente mantidos em armadilhas feitas sob medida sob microscópios, os odores eram lançados sobre seus narizes para ver quais neurônios olfativos foram ativados. Para adolescentes, o par de neurônios AWA disparou apenas em resposta a altas concentrações de diacetil. Mas em adultos, AWA disparou na presença de concentrações mais sutis de diacetil. Mais surpreendentemente, três outros neurônios pareados chamados AWB, ASK e AWC também dispararam em adultos, indicando uma resposta mais complexa ao estímulo. Quando a equipe bloqueou os três pares de neurônios secundários e realizou o experimento novamente, os adultos começaram a se comportar como adolescentes em relação ao diacetil, sugerindo que o comportamento adulto resulta de combinações de entradas neuronais.

A equipe de Salk acredita que as amplas preferências dos adolescentes lhes conferem uma flexibilidade evolutiva em um mundo incerto. Se eles já têm uma forte preferência por diacetil, mas faltam fontes desse alimento em seu ambiente, eles passarão fome, ao passo que, se estiverem interessados ​​em muitos alimentos diferentes, poderão ajustar seus gostos ao que estiver disponível. Os adultos, tendo aprendido quais alimentos estão disponíveis, podem ser mais seletivos e são mais eficientes na busca de determinados alimentos.

“Esses resultados apóiam a ideia de que a evolução funciona fazendo um plástico juvenil aprender muitas coisas; depois fazer um adulto sintonizado para aproveitar esse aprendizado”, diz Chalasani. “Em vez de simplesmente serem rebeldes, os adolescentes – tanto humanos quanto vermes – podem apenas se manter flexíveis para se adaptar a um mundo imprevisível.”

Os outros autores do artigo incluíam Eudoria S. Lee, do Salk Institute, e Alexandros K. Pantazis e Nikos Chronis, do Universidade de Michigan.

A obra foi financiada pela Fundação Whitehall, Fundação March of Dimes e os votos de National Institutes of Health.