Efeito da temperatura sobre os sistemas endócrino e circadiano de Danio rerio. Uma abordagem in vivo - Cespedes, Cristhian David Sua (2020)
Luz e temperatura são fatores abióticos com importante influência sobre o comportamento de teleósteos, além de processos metabólicos e fisiológicos como a síntese e liberação de hormônios, a expressão de diversidade de genes, a homeostase em nível celular, entre outros. Em Danio rerio, o crescimento somático está diretamente relacionado com a temperatura, pois tem se demonstrado que níveis altos de hormônio de crescimento (GH) são induzidos por altas temperaturas, predominantes nos meses mais quentes do ano. As mudanças térmicas participam também do rol de indutores de estresse, levando assim ao aumento nos níveis metabólicos de hormônios como o cortisol, o qual tem um papel no organismo como um dos partícipes do ritmo circadiano. O controle desses ritmos biológicos inicia-se pela ativação de células fotossensíveis e termossensíveis localizadas em diversos órgãos do peixe como cérebro, olho e pele. Um relógio central ainda está por ser identificado nos teleósteos, mas relógios periféricos, eles próprios foto- e termossensíveis já foram estabelecidos. Na base molecular destes relógios está um grupo de genes de relógio que se entrelaçam por alças de retroalimentação positiva e negativa, que podem ser afetadas por luz e temperatura, ajustando assim o ritmo dos osciladores. Além disso, a temperatura afeta significativamente o ritmo de outros hormônios como a melatonina, tanto em organismos endo- como ectotérmicos. Nosso objetivo principal foi investigar como baixas temperaturas (23°C durante 6 dias) modulam a expressão de melanopsinas (opn4), e genes da via do hormônio do crescimento (GH), cortisol e melatonina, assim como sua relação com genes de relógio em Danio rerio. De forma geral, os genes da melanopsina opn4m foram mais expressos no olho e cérebro de D. rerio, com marcada redução em baixas temperaturas. Encontramos também uma diminuição da expressão dos genes do relógio per1, per2, cry1a e cry1b em animais mantidos a 23°C em comparação aos animais mantidos a 28°C. Hipotetizamos que o anterior seja possivelmente um efeito da temperatura percebida pela melanopsina para modulação da resposta gênica, ou indiretamente pela modulação de genes hormonais que participam como fatores de transcrição regulando o relógio molecular. Interessantemente quando avaliamos as enzimas para a biossíntese de melatonina, encontramos altos niveis de transcritos de aanat no cérebro e olho a 23°C. A expressão de mtnr1aa/bb no olho demonstrou uma redução a 23°C, eventualmente como uma compensação para o marcado incremente na producao da melatonina. O eixo do crescimento foi um dos mais afetados pela baixa temperatura. Em distintos níveis desde a produção do hormônio do crescimento, expressão dos receptores e sua posterior transformação e ligação como IGF-1, a quantidade de transcritos de RNAm foi notavelmente reduzida em animais submetidos a 23°C. Finalmente, os dados do eixo do cortisol confirmaram o estresse térmico (estresse crônico). Nesses indivíduos, o cortisol atingiu níveis superiores (de até 1.4 μg/g de peso) em relação aos indivíduos do grupo controle, com uma diminuição nos níveis de transcritos de seu receptor (gr) no fígado, explicando um possível ajuste compensatório, garantindo assim a homeostase do animal. O mecanismo molecular do relógio apresentou uma direta correlação com os sistemas endócrinos analisados, em especial o eixo de crescimento (gh1, ghra, ghrb and igfra), a expressão de receptor mtnr1aa de melatonina e de melanopsina em vários tecidos de D. rerio, estabelecendo assim uma conexão direta entre os sistemas circadiano e endócrino nesta espécie. Com os resultados obtidos concluímos que mudanças na temperatura de até ~5°C abaixo da temperatura ideal para D. rerio, afetam significativamente os sistemas endócrino e circadiano do indivíduo adulto.