Os pesquisadores desenvolveram retinas humanas em laboratório para revelar o processo pelo qual um derivado da vitamina A cria células únicas que permitem aos humanos perceber um vasto espectro de cores. Cães, gatos e outros mamíferos não possuem essa capacidade visual.
“Esses organismos retinais nos permitem estudar pela primeira vez essa característica específica do ser humano”, disse o autor Robert Johnston, professor associado de biologia. “É uma questão importante sobre o que nos torna humanos e o que nos torna únicos.”
Os resultados da pesquisa, publicados na "PLOS Biology", aprofundam a compreensão das pessoas sobre daltonismo, perda de visão relacionada à idade e outras doenças relacionadas às células fotorreceptoras. Eles também demonstram como os genes instruem a retina humana a produzir células específicas para visão de cores, um processo que os cientistas acreditam ser controlado pelos hormônios da tireoide.
Ao ajustar as propriedades celulares do organismo, a equipe descobriu que uma molécula chamada ácido retinóico determina se os cones detectam especificamente a luz vermelha ou verde. Apenas humanos e primatas intimamente relacionados com visão normal desenvolvem sensores vermelhos.
Durante décadas, os cientistas pensaram que os cones vermelhos se formavam através de um mecanismo semelhante ao lançamento de uma moeda, no qual as células trabalham caoticamente para detectar comprimentos de onda verdes ou vermelhos - um processo que uma pesquisa recente da equipa de Johnston sugere que pode ser controlado pelos níveis de hormonas da tiróide. Mas uma nova pesquisa mostra que os cones vermelhos são formados através de uma cadeia específica de eventos orquestrados pelo ácido retinóico no olho.
A equipe descobriu que durante o desenvolvimento inicial de um organismo, níveis mais elevados de ácido retinóico estavam associados a uma maior proporção de cones verdes. Da mesma forma, baixas concentrações de ácido retinóico alteram as instruções genéticas da retina para produzir cones vermelhos mais tarde no desenvolvimento.
"Ainda pode haver alguma aleatoriedade nisto, mas a nossa grande descoberta é que o ácido retinóico é produzido muito cedo no desenvolvimento. Esse momento é realmente importante para aprender e compreender como estes cones são produzidos", disse Johnston.
Os cones verdes são muito semelhantes aos cones vermelhos, exceto por uma proteína chamada opsina, que detecta a luz e informa ao cérebro que cor a pessoa vê. Diferentes opsinas determinam se um cone se torna um sensor verde ou vermelho, embora os genes de cada sensor sejam 96% idênticos. Usando uma técnica inovadora, a equipe descobriu essas sutis diferenças genéticas nos organismos e rastreou as mudanças nas proporções dos cones ao longo de 200 dias.
“Como podemos controlar o número de células verdes e vermelhas num organismo, podemos fazer com que o conjunto de células se torne mais verde ou mais vermelho, o que tem implicações importantes para a compreensão de como o ácido retinóico actua nos genes”, disse a autora Sarah Hadyniak, estudante de doutoramento no laboratório de Johnston e agora na Duke University.
Os pesquisadores também mapearam diferentes proporções dessas células nas retinas de 700 adultos. Hardiniak disse que ver como a proporção de cones verdes e vermelhos muda nos humanos foi uma das descobertas mais surpreendentes do novo estudo.
Os cientistas ainda não entendem completamente por que a proporção entre cones verdes e vermelhos pode variar tanto sem afetar a visão de uma pessoa. Se essas células determinarem o comprimento de um braço humano, disse Johnston, então proporções diferentes produziriam “diferenças surpreendentes” no comprimento do braço.
Para compreender doenças como a degeneração macular, que provoca a perda de células fotorreceptoras perto do centro da retina, os investigadores estão a colaborar com outros laboratórios da Johns Hopkins. O objetivo é aprofundar a compreensão de como os cones e outras células se comunicam com o sistema nervoso.
“A esperança para o futuro é ajudar as pessoas a resolver estes problemas de visão”, disse Johnston. “Vai demorar um pouco para chegar lá, mas saber que podemos produzir esses diferentes tipos de células é muito, muito promissor”.
Fonte compilada: ScitechDaily