Você já ouviu falar em organismos modelo? Uma máxima na ciência diz que o melhor modelo para investigar uma coisa é a própria coisa, mas estudar seres humanos por exemplo é complexo, trabalhoso, caro e leva muito tempo, além de possuir incontáveis barreiras éticas. Por isso, buscam-se modelos que possam substituir esse estudo direto.
A busca por alternativas ao estudo do ser humano leva em conta as semelhanças genéticas, fisiológicas, evolutivas e anatômicas. O mais próximo de um ser humano nesse sentido são os primatas, em especial os chimpanzés, no entanto, o estudo com primatas está proibido no Brasil e em alguns outros países. Também existem camundongos que são mamíferos como os seres humanos e mais fáceis de estudar do que os chimpanzés. Mas outras alternativas já foram encontradas e uma delas é o zebrafish.
O Zebrafish
O zebrafish é um peispertencente à espécie Danio rerio e também é conhecido popularmente como peixe paulistinha. O zebrafish possui cerca de 5 cm e vive por volta de 3 anos e meio. Sua característica mais marcante é que possui listras claras e escuras na lateral do corpo, daí o seu nome “peixe zebra”. Ele é nativo do sudeste da Ásia, em países como Paquistão, Índia, Bangladesh, Nepal e Mianmar.
O zebrafish é um peixe ornamental de água doce, encontrado predominantemente em rios calmos e rasos, além de plantações alagadas como de arroz e de juta. Sua alimentação é baseada em vermes e pequenos crustáceos. Em laboratório ele é alimentado com ração e artêmias, um pequeno crustáceo de cor avermelhada. Uma característica importante para ele ser usado como organismo modelo é que 70% dos seus 26 mil genes são semelhantes aos do ser humano.
Esse peixinho começou a ser estudado em 1960 por George Streisinger, um biólogo norte Americano, que queria entender o efeito de genes defeituosos no desenvolvimento. Seus estudos começaram a chamar a atenção da comunidade científica duas décadas depois, quando ele publicou um artigo na revista Nature (uma das revistas científicas mais respeitadas do mundo) descrevendo o procedimento de produção de clones de zebrafish.
Hoje o zebrafish é um animal vastamente utilizado em laboratório, tanto que foi criada a Rede Latino-americana de Zebrafish (Lazen), da qual já fazem parte cerca de 59 grupos de pesquisa, 22 desses grupos são brasileiros, mas também existem grupos da Argentina, Peru, México, Chile, Colômbia, Equador e Uruguai. Essa rede tem os objetivos de “promover o uso do zebrafish (Danio rerio) em ciências experimentais, facilitar o intercâmbio de materiais e fomentar a formação avançada de jovens cientistas da região.”
Vantagens do zebrafish como organismo modelo
O zebrafish possui várias vantagens em relação aos camundongos como animais modelo, sendo algumas delas:
(i) baixo investimento para serem mantidos em laboratório (apenas R$ 0,60 por dia);
(ii) possuem fecundação e desenvolvimento do embrião externos, o que facilidade sua coleta e observação do desenvolvimento;
(iii) o embrião do zebrafish é transparente, possibilitando a observação dos órgãos internos;
(iv) é possível obter muitos ovos por dia, cerca de 20 ovos por fêmea;
(v) o tempo de pesquisa é reduzido já que o zebrafish possui ciclo de vida rápido, com vários órgãos já formados em apenas 4 dias. Os ovos eclodem no intervalo de 48 a 72 horas e o peixe atinge a maturidade sexual aos 3 meses de vida.
É importante ressaltar que já existem métodos alternativos ao uso de animais em pesquisas para alguns experimentos. No entanto, muitos dos estudos científicos ainda são dependentes da experimentação animal e, para que isso ocorra da maneira mais confiável e menos prejudicial possível, existem o conselhos de ética e o princípio dos 3 Rs, que visa reduzir, substituir e refinar (reduction, replacement e refinement em inglês) o uso de animais em pesquisa. Para saber mais sobre a ética na experimentação animal acesse esse texto do Profissão Biotec.
Estudos envolvendo Zebrafish
O zebrafish é utilizado como organismo modelo em diversas áreas de pesquisa. Vamos falar um pouco de 3 delas: desenvolvimento de vacinas, estudos de toxicologia e de doenças neurodegenerativas.
O zebrafish foi utilizado como organismo modelo para o desenvolvimento da vacina AstraZeneca contra COVID-19 pela FioCruz. Quando exposto ao vírus SARS-CoV-2, o peixe apresentou reações mais semelhantes às dos seres humanos do que camundongos e chimpanzés. Isso ocorreu porque eles possuem naturalmente a expressão da proteína “enzima conversora da angiotensina 2” (ACE2), que está presente nas células do ser humano e é utilizada pelo coronavírus para se ancorar na célula, o que não ocorre nem em camundongos ou em chimpanzés. Além disso, na pesquisa com zebrafish foi possível observar a formação de anticorpos específicos contra a proteína spike (proteína presente na superfície do coronavírus).
O zebrafish também é muito utilizado em estudos de toxicologia. Um exemplo é um estudo promovido pela divisão de nanotoxicologia e nanosegurança do CNPEM que avaliou o impacto da exposição de embriões de zebrafish com um nanomaterial híbrido formado de óxido de grafeno e prata. Eles avaliaram que a exposição afetou o desenvolvimento dos embriões, que apresentaram larva de tamanho menor e saco vitelínico de tamanho maior em relação aos embriões do grupo controle. Essas duas características em geral andam juntas, pois o saco vitelínico é onde está a reserva de energia que o embrião utiliza para crescer e se a absorção dessa energia for comprometida a larva consequentemente não crescerá como esperado. Além disso, o nanomaterial também afetou a sobrevivência deles dos embriões.
Impressionantemente a atividade cerebral do zebrafish também é semelhante à dos seres humanos, tanto que eles têm sido usados como alternativa nos estudos de neurociência e doenças neurodegenerativas humanas e também nas descobertas de drogas neuro específicas. Estudos apontam que eles são modelos viáveis para estudos em tempo real da doença de Alzheimer.
Esses são apenas alguns dos exemplos de áreas de estudo que estão utilizando o zebrafish como organismo modelo. Se quiser conhecer como é um laboratório que trabalha com zebrafish acesse o vídeo Peixe-zebra #3 Lab Day no nosso canal no youtube.
Cite este artigo:
MEDRADES, J. P. Zebrafish: organismo modelo para estudos científicos. Revista Blog do Profissão Biotec, v.10, 2023. Disponível em: <https://profissaobiotec.com.br/zebrafish-organismo-modelo-para-estudos-cientificos/>. Acesso em: dd/mm/aaaa.
Referências:
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MEDEIROS, A M. Z. et al. Graphene oxide-silver nanoparticle hybrid material: an integrated nanosafety study in zebrafish embryos. Ecotoxicology and Environmental Safety. v. 209, 2021, pp. 111776. Disponível em: <https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0147651320316122>. Acesso em: 15 nov. 2022.
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ROMERO, M. F. Covid-19: estudo investiga uso do zebrafish para testar segurança de vacinas. INCQS/FioCruz. 2020. Disponível em: <https://portal.fiocruz.br/noticia/covid-19-estudo-investiga-uso-do-zebrafish-para-testar-seguranca-de-vacinas>. Acesso em: 15 nov. 2022.
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Fonte da imagem destacada: Flickr/NICHD.
