Cultura de mioblastos do pacu (Piaractus mesopotamicus) como um modelo para entender a regulação do crescimento muscular na superordem Ostariophysi

Resumo

Os eventos de duplicação do genoma (WGD) são considerados aspectos essenciais da evolução dos genomas eucarióticos, pois fornecem matérias-primas nas quais a seleção natural pode agir para promover um aumento da complexidade. Os peixes teleósteos sofreram um evento de duplicação do genoma específico (TSGD) na base da linhagem, estimado há 450-320 milhões de anos. Cerca de 15-21% de parálogos derivados do TSGD foram retidos devido aos processos de subfuncionalização e/ou neofuncionalização. Estudos recentes demonstraram diferenças na retenção de parálogos entre as superordens de teleósteos Ostariophysi e Acanthopterygii, sendo muitos deles componentes essenciais nas vias de síntese proteica e embriogênese muscular. No entanto, apesar dos avanços realizados na identificação desses parálogos linhagem-específicos (LSPs), os seus papéis fisiológicos permanecem desconhecidos na maioria dos casos. O pacu (Piaractus mesopotamicus) e a tilápia do Nilo (Oreochromis niloticus) pertencem às superordens Ostariophysi e Acanthopterygii, respectivamente. Ambas as espécies são economicamente relevantes para a aquicultura brasileira e, portanto, objetos de intensas pesquisas para a melhoria de suas produções. O músculo esquelético é o tecido mais abundante em peixes teleósteos, constituindo até 65% da massa corporal total em algumas espécies. O crescimento muscular é altamente dependente do balanço entre a síntese e degradação proteica, processos regulados por sinais intrínsecos e extrínsecos. Dentre eles, os fatores de crescimento (como IGFs) e aminoácidos demonstraram desempenhar um papel essencial na síntese de proteínas e regulação do crescimento do músculo. A cultura de mioblastos em peixes está surgindo como uma ferramenta muito útil para o estudo in vitro da regulação do crescimento muscular, pois recapitula todas as etapas da miogênese: comprometimento dos mioblastos, proliferação, fusão e formação de miotubos. Além disso, as culturas de mioblastos podem ser manipuladas para gerarem condições experimentais que permitam o estudo da regulação, crescimento e desenvolvimento do músculo em diferentes níveis e sob uma variedade de circunstâncias. Da mesma forma, os meios de cultivo podem ser modificados para avaliação do papel de nutrientes e fatores de crescimento na regulação da miogênese. As culturas de mioblastos são bem estabelecidas em espécies das superordens Acanthopterygii e Protacanthopterygii, tornando difícil a extrapolação das informações obtidas nessas culturas para espécies da superordem Ostariophysi. Dessa forma, a cultura de mioblastos do pacu apresenta-se como um excelente modelo para entendermos a regulação da miogênese e crescimento muscular na superordem de teleósteos Ostariophysi. Nesse estudo nós pretendemos comparar a expressão de LSPs relacionados à síntese proteica entre Ostariophysi e Acanthopterygii durante o desenvolvimento muscular, através do estabelecimento de culturas de mioblastos de pacus e tilápias do Nilo. A nossa hipótese é que ocorreram distintos mecanismos de subfuncionalização e/ou neofuncionalização entre as superordens de teleósteos Ostariophysi e Acanthopterygii, que promoveram uma retenção diferencial de LSPs relacionadas à síntese proteica e miogênese. Essa comparação possibilitará a identificação de eventos de subfuncionalização e/ou neofuncionalização dos LSPs relacionados à síntese de proteínas e a compreensão de como atuam durante a miogênese e o crescimento muscular em ambas as linhagens. Para fornecer informações adicionais, nós iremos utilizar culturas de mioblastos para avaliar os efeitos de tratamentos com IGFs e aminoácidos na expressão dos LSPs. Nosso trabalho contribuirá para uma melhor compreensão da divergência evolutiva entre as superordens de teleósteos Ostariophysi e Acanthopterygii e da regulação do processo de miogênese em peixes, permitindo o desenvolvimento de um quadro teórico que pode proporcionar melhorias no crescimento muscular. (AU)