Os tumores de pele da lagartixa leopardo podem ser rastreados até o gene do câncer

Faixas amarelas marcavam suas costas e uma pele excepcionalmente branca aparecia entre as manchas na cabeça e na cauda. “É esse padrão de coloração realmente incrível”, disse Leonid Kruglyak, investigador do Howard Hughes Medical Institute e geneticista da Universidade da Califórnia, Los Angeles (UCLA).

Uma loja de répteis da Califórnia começou a criar o Sr. Frosty em 2016 e produziu uma colônia de lagartos amarelo-limão. A variedade de cores era conhecida como Lemon Frost – com suas faixas ousadas e pontos graciosos, animais raros podiam custar mais de US $ 2.000.

Mas as lagartixas vistosas tinham um problema. Cerca de 80% desenvolvem tumores bulbosos de pele branca nos primeiros cinco anos de vida. Em algumas pessoas, esses tumores podem se tornar massivos, dificultando a movimentação dos animais e podem causar infecção se houver ruptura. Kruglyak e seus colegas suspeitaram de uma raiz genética, possivelmente uma única mutação em um único gene. “Parecia provável que a mesma coisa que estava dando às lagartixas uma coloração incomum também estava causando os tumores”, diz ele.

Agora, usando uma variedade de análises genéticas, sua equipe rastreou tumores e coloração de volta a um gene implicado no melanoma cutâneo da pele, um câncer mortal em humanos, relata a equipe em 24 de junho de 2021 no jornal. PLOS Genetics.

“Identificar a base genética para essa característica em répteis é realmente maravilhoso”, disse Douglas Menke, um geneticista de desenvolvimento da Universidade da Geórgia que não esteve envolvido no trabalho. Estudos genéticos em répteis são raros, diz ele, e aqueles com relevância biomédica são ainda mais raros. Como ratos e peixes-zebra estudados em laboratório, a lagartixa-leopardo pode um dia servir de modelo para cientistas que pesquisam melanoma, diz ele.

“Não se sabe se a lagartixa-leopardo se tornará o rato de laboratório do mundo dos répteis”, diz ele. “Mas é certamente possível.”

Uma colaboração colorida

Quando o pós-doutorado da UCLA Longhua Guo veio pela primeira vez ao laboratório de Kruglyak em 2017, ele estava procurando por um projeto interessante. A inspiração o atingiu quando ele topou com um artigo online “espécie do dia” sobre lagartixas leopardo. “As imagens chamaram minha atenção imediatamente”, diz Guo. “Esses animais têm muitas cores e padrões fascinantes.”

As lagartixas vêm em uma variedade de tons brilhantes, com nomes como Sunburst Tangerine, Black Night e Granite Snow, mas os cientistas não sabiam muito sobre a genética por trás das variantes. “Temos uma compreensão muito limitada de como os animais exibem essa incrível variedade de cores”, diz Kruglyak. Na verdade, pouco se sabe sobre a genética dos répteis.

Lagartos e cobras não são animais de laboratório estabelecidos como os ratos, e os cientistas não desenvolveram ferramentas abrangentes para estudá-los. O genoma da lagartixa leopardo, por exemplo, não foi cuidadosamente detalhado e ninguém identificou quais genes estão em quais cromossomos.

Em uma reunião com Kruglyak, “Leonid estava muito animado e começou a fazer cálculos sobre o número de animais e a propor uma estratégia de mapeamento”, disse Guo. Ainda assim, se Guo e Kruglyak quisessem descobrir quais genes estavam por trás de quais cores, eles precisavam primeiro de DNA de lagartixa. Guo apresentou a ideia a Steve Sykes, criador de répteis da Califórnia. Sykes tinha centenas de lagartixas, registros meticulosos de reprodução, e acabou sendo uma paixão pela ciência. “Foi um momento de muita sorte na minha vida”, lembra Guo. Sykes concordou em colaborar com os cientistas e os apresentou ao Sr. Frosty e seus primos coloridos.

Caçadores de genes

As cores deslumbrantes de muitos animais, incluindo peixes tropicais, camaleões e lagartixas leopardo, vêm de células chamadas iridóforos. Ao contrário das células da pele humana, que obtêm sua cor do pigmento químico melanina, os iridóforos produzem cores por meio de cristais. A forma e a estrutura desses cristais afetam a maneira como eles se dobram e refletem a luz, produzindo um arco-íris de cores possíveis. Em lagartixas leopardo, o arranjo dos cristais resulta na cor branca.

Guo coletou DNA de 500 desses lagartos e então leu as “letras” genéticas dos genomas dos animais. A equipe estava procurando por regiões de DNA que pudessem se ligar a certas variedades de cores, em particular, sinais genéticos que ocorriam apenas em animais Lemon Frost.

O laboratório de Kruglyak não é um laboratório de répteis, e sua equipe nunca estudou lagartixas leopardo antes. Mas sua pesquisa se concentra na base genética de uma variedade de características em diferentes organismos. Ele examinou cepas de leveduras com metabolismo incomum e lombrigas resistentes a certos medicamentos. O projeto gecko ofereceu uma nova reviravolta na especialidade da equipe de Kruglyak: mapear um traço particular para uma região específica do genoma.

Os pesquisadores mapearam o traço Lemon Frost em uma região que continha um único gene, SPINT1. Esse gene já havia sido associado ao câncer em humanos e outros animais. Sem um gene SPINT1 funcional, ratos e peixes-zebra, por exemplo, desenvolvem tumores. Os cientistas também implicaram o gene no melanoma cutâneo da pele humana.

Dado o papel do gene no câncer, é um candidato claro para o que está causando tumores em lagartixas Lemon Frost, disse Kruglyak. É possível que os insetos dentro do gene aumentem a produção de glóbulos brancos e dos cristais refletores de luz dentro deles, dando aos lagartixas sua marca registrada de cor brilhante e tumores.

Em seguida, Guo quer pesquisar a base genética para ainda mais cores de lagartos, incluindo duas variedades chamadas Blizzard e Patternless, que carecem de todas as cores e padrões. Ele e Kruglyak não sabem se o trabalho revelará outras descobertas potencialmente relevantes para a saúde humana. Essa é a questão da pesquisa orientada pela curiosidade, diz Kruglyak. Estudar fenômenos incomuns por pura curiosidade pode levar os cientistas a direções surpreendentes e acabar revelando novos insights sobre importantes vias moleculares.

Além disso, ele acrescenta: “Como você pode não amar uma história que começa com um animal chamado Sr. Frosty?”