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Da Drosophila aos Mamíferos: Qual é a jornada evolutiva da via de sinalização do ouriço?
A via de sinalização Hedgehog é uma importante via de sinalização na biologia do desenvolvimento, capaz de transmitir mensagens exigidas pelas células embrionárias para promover a diferenciação celular apropriada.
A via de sinalização Hedgehog recebeu o nome de sua molécula ligante Hedgehog (Hh), uma molécula de sinalização endógena encontrada em Drosophila. Esta via fornece sinais críticos durante o desenvolvimento embrionário em Drosophila e desempenha um papel importante em todas as fases do desenvolvimento do organismo.
Na década de 1980, Nüsslein-Volhard e Wieschaus usaram a tecnologia de detecção de mutações para estudar profundamente o processo de desenvolvimento da Drosophila. A pesquisa revelou muitos genes relacionados ao desenvolvimento dos somitos, incluindo o gene hedgehog. Os cientistas descobriram que quando as moscas da fruta não possuem o gene Hh, os seus embriões assumem uma forma anormal, curtos e gordos como um ouriço, que é como estes genes são nomeados.
Das moscas-das-frutas aos mamíferos: o processo de evolução
A via de sinalização Hedgehog não desempenha apenas um papel na Drosophila, mas é igualmente importante em outros animais. Nos mamíferos, três genes homólogos da via de sinalização do ouriço – ouriço do deserto (DHH), ouriço indiano (IHH) e ouriço sônico (SHH) – estão envolvidos em múltiplos processos de desenvolvimento animal. O SHH, em particular, é considerado o membro que realizou pesquisas mais aprofundadas.
Atores-chave em muitos processos de desenvolvimento, a via de sinalização Hedgehog tornou-se um importante tópico de pesquisa na biologia evolutiva do desenvolvimento.
O mecanismo da via de sinalização do ouriço tem um impacto profundo no desenvolvimento de diferentes animais. Durante o desenvolvimento embrionário dos vertebrados, as moléculas SHH estão envolvidas no desenvolvimento dos membros. Já em 1968, os experimentos clássicos de Saunders e Gasseling apontaram que nos brotos dos membros em desenvolvimento dos pintinhos, uma região chamada zona ativa de polarização (ZPA) libera um fator de difusão. Mais tarde, pessoas de dentro descobriram que esse fator era SHH.
Via de sinalização e doença do ouriço
No entanto, a atividade anormal da via de sinalização Hedgehog também está associada a inúmeras doenças, das quais a mais preocupante é o câncer. O carcinoma basocelular é um dos cânceres mais comuns e está intimamente associado a alterações na via de sinalização Hedgehog. Os investigadores descobriram que em pacientes com este cancro, a perda de função do gene Patched e as mutações ativadoras do gene Smoothened se sobrepõem, levando à ativação anormal da via de sinalização Hedgehog, que por sua vez impulsiona a formação e o desenvolvimento de tumores.
A ativação anormal da via de sinalização Hedgehog promove o crescimento e a disseminação de células tumorais.
Além disso, a via de sinalização Hedgehog tem sido implicada no desenvolvimento de muitas outras doenças graves, como o cerebeloblastoma e anomalias do desenvolvimento embrionário, como a holoprosencefalia. Estudos recentes demonstraram que anormalidades na via de sinalização do Hh podem levar a doenças respiratórias, como fibrose pulmonar.
Pesquisa clínica e estratégias de tratamento
Inibidores direcionados à via de sinalização Hedgehog estão se desenvolvendo rapidamente para o tratamento do câncer. Medicamentos suavizados, como vismodegibe e sonidegibe, foram aprovados clinicamente e são considerados de grande potencial no tratamento de certos tipos de câncer. No entanto, devido aos seus efeitos secundários e problemas de resistência aos medicamentos, ainda existe a necessidade de desenvolver uma nova geração de medicamentos terapêuticos.
A investigação existente mostra que os factores ambientais também podem afectar o funcionamento normal da via de sinalização hedgehog, sugerindo ainda que precisamos de ser mais cautelosos na regulação deste circuito.
A evolução da via de sinalização hedgehog revela a intrincada relação entre a evolução biológica e o desenvolvimento de doenças. Esta é uma exploração não apenas dentro dos limites da biologia básica, mas também através dos limites da biomedicina, explorando os mecanismos que promovem o desenvolvimento e as suas perturbações potencialmente catastróficas. Por exemplo, desde a investigação sobre moscas da fruta até às aplicações humanas, com o desenvolvimento da ciência e da tecnologia, a investigação aprofundada sobre a via de sinalização do ouriço tornar-se-á uma possível chave para novos avanços biomédicos. Poderia tal evolução levar a nossa compreensão a um nível totalmente novo?
