Há mais de 100 anos que a mosca da fruta Drosophila melanogaster tem desempenhado um papel fundamental na investigação biomédica, revelando princípios fundamentais da genética e do desenvolvimento, iluminando a saúde humana e as doenças e ganhando seis prémios Nobel até à data.

Por que estas moscas continuam a atrair tanto interesse científico mesmo quando as ferramentas de pesquisa têm se tornado mais sofisticadas ao longo das décadas?

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Harvard Medicine News perguntou a autodescrita “fly person” Stephanie Mohr, professora de genética na Harvard Medical School e autora do livro First in Fly: Drosophila Research and Biological Discovery, para explicar.

Como diretora do Drosophila RNAi Screening Center do HMS, Mohr ajuda os pesquisadores de mosca-das-frutas com a triagem celular, produção de estoque de moscas e serviços de bioinformática. Ela também estudou mosca da fruta por mais de 15 anos.

HMN: Como você começou como “pessoa mosca”?

MOHR: Eu era formada na Universidade Wesleyan em Middletown, Connecticut, e tinha um trabalho de estudo de trabalho lavando pratos para os departamentos de biologia e bioquímica. Eu sentava lá e colocava uma banheira de pratos na autoclave e os tirava e fazia meus deveres de casa nesse meio tempo. Eu não ficava muito impressionado com o laboratório das moscas porque ele sempre tinha o mesmo conjunto de pratos, essas garrafas idênticas, do tamanho de meio litro, usadas para cultivar moscas. Os outros laboratórios tinham cilindros gigantes, frascos e copos de tamanhos diferentes. Isso parecia uma razão para se julgar! Eu era um caloiro – o que eu sabia?

Later, na pós-graduação, eu não entrei no laboratório que mais me entusiasmava, então fiquei meio pendurado. Perguntei a um instrutor se eu poderia fazer uma rotação extra no laboratório dele, que era um laboratório de moscas. Parecia um esforço de última hora, mas acabou por ser uma combinação perfeita intelectualmente. Ele acabou se tornando meu conselheiro de doutorado, e eu tenho estudado moscas desde então.

HMN: Por que tanta pesquisa tem sido feita em moscas da fruta?

MOHR: É em parte um acidente e muito racional. Não há nenhuma razão particular para que tivesse que ser esta mosca, mas o fato de Drosophila melanogaster ter proporcionado uma série de vantagens estratégicas.

Comparado aos humanos, tem um genoma simples com apenas quatro pares de cromossomos. Nos primeiros anos, essa foi uma vantagem significativa. Além disso, alguns tecidos de moscas têm cromossomos altamente poliplóides – muitas cópias de cromossomos dentro de uma única célula – o que, mesmo com a microscopia do início do século 20, permite que os primeiros geneticistas vejam coisas que não conseguiam ver em células comuns. Eles podiam literalmente ver algo como uma inversão no DNA, onde um pedaço de um cromossomo foi virado ao redor. Isso também foi uma grande coisa para a pesquisa.

Uma das coisas mais excitantes que aprendemos na era pós-genômica é como genes e caminhos e atividades genéticas incrivelmente conservados que controlam os fenômenos ao nível do organismo estão através dos organismos. Nos primeiros tempos não importava o quanto as moscas eram como as pessoas, porque estávamos aprendendo algo útil a um nível básico sobre como a herança funciona. Agora percebemos quantas semelhanças existem e como essas semelhanças podem ser exploradas para aprender sobre saúde humana e doenças.

E então, em um nível prático, Drosophila tem um ciclo de vida curto de cerca de duas semanas, e as fêmeas têm muitos filhotes – elas podem pôr centenas de ovos em poucos dias. Estas duas características fazem deles um grande sistema para experiências genéticas. Também são fáceis de cultivar no laboratório, vivendo de uma mistura de farinha de milho, açúcar e levedura, e é fácil distinguir os machos das fêmeas.

HMN: O que as moscas da fruta nos ensinaram sobre genética e biologia?

MOHR: A lista completa seria muito longa! Desde cedo, a mosca foi altamente relevante para a compreensão dos mecanismos da herança. Outra área onde as moscas têm tido um impacto surpreendente é na biologia do desenvolvimento e transdução de sinais, ou a forma como as células recebem e respondem às mensagens. Parte desse legado permanece nos nomes que demos aos caminhos de sinalização em humanos, como Notch, que é nomeado pelo padrão dentado que uma mutação do gene pode criar nas asas da mosca. As moscas nos ensinaram quais são os componentes de muitos caminhos de sinalização, como elas estão ligadas umas às outras e o que age sobre elas positiva e negativamente.

Um bom exemplo de sinalização específica é a polaridade planar-células. Isso é uma espécie de boca cheia, mas refere-se apenas a células numa superfície plana que têm uma polaridade, uma direcção. Se você olhar para o seu antebraço, você vê pequenos pêlos, e a maioria está apontando na mesma direção. Não seria grande coisa no seu braço se alguns estivessem apontando em uma direção diferente, mas em algo como o ouvido interno, essas projeções orientadas tornam possível para nós ouvir. O trabalho inicial em descobrir como a polaridade é estabelecida através de um plano de células foi feito em Drosophila.

Relativamente, Drosophila teve um efeito profundo em nossa compreensão do desenvolvimento normal, onde você tem que dizer às células para se dividirem, depois parar de se dividir, depois assumir uma identidade. Isso acaba tendo um tremendo impacto em nossa compreensão do câncer, onde todos esses mesmos tipos de coisas deram errado. Há uma conexão direta, a meu ver, entre o trabalho no desenvolvimento da mosca e o que sabemos agora sobre o câncer e os tratamentos de câncer que agem nessas vias.

Há muitos mais exemplos do que aprendemos com Drosophila, como como as moscas nos ajudaram a reconhecer que os raios X são mutagênios potentes, a descobrir os mecanismos celulares das respostas imunológicas inatas, a entender a genética do comportamento – a lista continua. Eu não consegui encaixar todos os exemplos mesmo neste livro.

HMN: Obviamente, moscas da fruta não são pessoas. Como elas são úteis para entender a saúde humana e a doença?

MOHR: Há duas respostas que eu daria. Uma é a compreensão fundamental. Se você quer saber o que todas as partes fazem, é mais fácil começar com um modelo mais simples. Uma vez que você identifica o que um gene faz em um organismo, o que podemos fazer em moscas com relativa facilidade, você pode procurar por genes similares em organismos mais complexos e fazer hipóteses racionais sobre sua atividade. Esta tem provado ser uma abordagem útil.

A segunda resposta é que as moscas servem como um prato de petri vivo. Eu posso facilmente cultivar dezenas de milhares de moscas com o mesmo genótipo, avaliar rapidamente os efeitos de uma mutação e aprender o que está a correr mal a nível celular. Isto é especialmente útil quando exploramos os fundamentos genéticos da doença humana. Estudos de associações genéticas, e casos conhecidos e suspeitos de doença hereditária, estão levando a muitos bons candidatos a genes que parecem influenciar a probabilidade de contrair uma doença. Alguns se revelarão reais e outros serão arenques vermelhos. As moscas oferecem uma plataforma para começar a classificar esses candidatos e restringir os verdadeiros culpados.

Sabemos agora que cerca de 60% de todos os genes humanos, e 75% dos genes associados a doenças, têm equivalentes, ou ortologs, em Drosophila. O estudo destes genes ensinou-nos toda uma gama de mecanismos de doença. Uma área com muitas promessas são as doenças relacionadas com a idade, incluindo as doenças neurodegenerativas. As moscas vivem durante cerca de dois ou três meses. Isso é longo o suficiente para ver mudanças relacionadas à idade – elas diminuem com a idade de forma semelhante ao que acontece nas pessoas – mas curto o suficiente para acelerar a pesquisa.

HMN: O que o fez decidir escrever este livro para os nãocientistas?

MOHR: Se queremos convencer a sociedade a continuar a investir na pesquisa, acho que temos a responsabilidade de mostrar o que a pesquisa está proporcionando. É importante que os cientistas que trabalham em qualquer sistema encontrem formas de enviar a mensagem de que os investimentos em pesquisa biológica e biomédica têm valor duradouro.

Sou o único cientista da minha família. Ao longo dos anos, encontrei formas de lhes explicar o que é interessante para mim sobre a pesquisa com moscas e porque é que eles também podem estar interessados. Eu me encontro explicando até mesmo a outros colegas em biologia como e porque Drosophila continua a ser um modelo relevante. Senti que um livro poderia ser útil para transmitir essa história de forma mais ampla.

E parece que as pessoas querem saber. Ouço de pessoas que dizem: “Oh, sim, no liceu eu olhava para moscas de olhos vermelhos e brancos”. Eles podem se relacionar com isso, e estão maravilhados e encantados, acho eu, em saber mais sobre o que as pessoas estão fazendo com as moscas hoje e ouvir algumas das histórias sobre doenças humanas.

Esta entrevista foi editada para duração e clareza.