O mamífero que não envelhece e pode ser a chave para humanos vencerem o câncer

Historicamente, estudamos os ratos e camundongos para entender os segredos da biologia humana. Mas os cientistas acreditam que o rato-toupeira-pelado tem vantagens especiais para a pesquisa médica.

O nome científico da espécie - Heterocephalus glaber - significa essencialmente "coisa careca com cabeça diferente".

O rato-toupeira-pelado é nativo dos ambientes quentes e tropicais do nordeste da África. No seu ambiente natural, eles vivem em grandes colônias subterrâneas, formando um labirinto de túneis e câmaras que se estende por uma área correspondente a diversos campos de futebol.

As rígidas condições onde vivem os ratos-toupeiras-pelados, com baixos níveis de oxigênio, podem ser uma indicação de algumas das características incomuns da sua espécie.

A maior parte da vida aeróbica enfrentaria dificuldades para sobreviver nesses ambientes com pouco oxigênio, mas o rato-toupeira-pelado é o animal que tem a vida mais longa entre os roedores.

Enquanto um camundongo de porte similar pode viver por dois anos, o rato-toupeira-pelado atinge 30 anos de vida ou mais. Se calcularmos em proporção ao tamanho dos seres humanos, aproximadamente, seria como se nós tivéssemos um primo enrugado capaz de viver até 450 anos.

Animais sociais chefiados por 'rainha'

O rato-toupeira-pelado é encontrado nas áreas selvagens do Quênia, Etiópia e da Somália. Ele vive em colônias com cerca de 70 a 80 membros. Algumas chegam a abrigar até 300 indivíduos.

São animais altamente sociais. Suas colônias são chefiadas por uma rainha e seguem uma hierarquia rígida.

Seus membros desempenham diferentes funções. Existem, por exemplo, os que trazem as partes subterrâneas das plantas, como bulbos, raízes e tubérculos que eles comem, além de fezes.

A biologia da espécie é incrivelmente única. Os ratos-toupeiras-pelados são considerados "extremófilos", ou seja, eles conseguem sobreviver em ambientes extremos embaixo da terra, segundo o pesquisador Ewan St. John Smith, que estuda o sistema nervoso sensorial na Universidade de Cambridge, no Reino Unido.

Uma das suas características mais marcantes é que é difícil dizer exatamente a idade de um rato-toupeira-pelado, pois seus sinais de declínio físico são limitados.

Enquanto os seres humanos podem ficar cada vez mais enrugados, grisalhos ou suscetíveis a doenças crônicas, "os sinais comuns de envelhecimento esperados na maioria dos mamíferos realmente não parecem acontecer" nesses roedores, segundo Smith. Sua função cardíaca, composição do corpo, qualidade dos ossos ou metabolismo não sofrem mudanças significativas.

Na Universidade de Cambridge, a equipe de Smith mantém cinco colônias, que abrigam cerca de 160 ratos-toupeiras-pelados em uma sala aquecida a cerca de 30 °C e umidade de 60%.

"Mantenho meus animais em Cambridge há 10 anos e nunca tive um sequer que morresse simplesmente de causas naturais", afirma Smith. Ele conta que, em cativeiro, as brigas entre os roedores costumam ser a principal causa de morte.

Seu estilo de vida subterrâneo pode aumentar suas chances de sobrevivência, protegendo as colônias contra o frio, a chuva e os extremos climáticos. No ambiente selvagem, a principal causa de morte são seus predadores, como as cobras.

É um quadro muito diferente das causas comuns de morte em seres humanos. "Um em cada dois humanos provavelmente terá câncer", segundo Smith. "Os ratos e os camundongos têm probabilidade similar de desenvolver câncer, mas os ratos-toupeiras-pelados quase nunca têm a doença - é muito raro."

Por que esse bicho escapa de doenças?

O motivo por que o rato-toupeira-pelado escapa do câncer ainda é um mistério. Inúmeras hipóteses foram apresentadas ao longo dos anos e os cientistas lutam para fornecer uma explicação consistente.

Uma teoria diz que os ratos-toupeiras-pelados têm uma forma particularmente eficaz de mecanismo anticâncer chamada senescência celular - uma adaptação evolutiva que evita que as células lesionadas se dividam fora de controle e desenvolvam câncer. Outra teoria sugere que esses roedores secretam um "superaçúcar" complexo que impede que as células se aglomerem e formem tumores.

As pesquisas mais recentes concentram-se em condições próprias dos seus corpos que impedem a multiplicação das células cancerosas. Especialistas da Universidade de Cambridge indicam que interações com o microambiente interno do rato-toupeira-pelado - o complexo sistema de células e moléculas em volta de uma célula, incluindo o sistema imunológico - evitam a doença e não um mecanismo inerente resistente ao câncer.

Em um experimento na Universidade de Cambridge, pesquisadores analisaram 79 linhagens celulares diferentes, cultivadas em tecidos do intestino, rim, pâncreas, pulmão e pele de 11 ratos-toupeiras-pelados individuais. Os pesquisadores infectaram as células com vírus modificados para introduzir genes causadores do câncer.

Para sua surpresa, as células dos ratos-toupeiras-pelados infectados começaram a multiplicar-se rapidamente. Isso confirmou que é o ambiente do corpo do roedor que evita o desenvolvimento do câncer e não uma característica em nível celular.

A questão pode ainda estar sem resposta, mas o que sabemos é que "o câncer é fundamentalmente o resultado de uma mutação, que causa a proliferação das células de forma descontrolada", afirma Smith. "Em comparação com outras espécies, o rato-toupeira-pelado tem velocidade de mutação muito baixa."

Animais com períodos de vida mais curtos tipicamente têm velocidades de mutação mais altas. Mas, inesperadamente, as velocidades de mutação dos ratos-toupeiras-pelados são similares às dos mamíferos de vida mais longa, como as girafas. E velocidade de mutação mais baixa significa que o animal é menos propenso a desenvolver mutações e câncer em um dado período de tempo.

Se dor

Mas a característica mais estranha do rato-toupeira-pelado talvez seja sua insensibilidade à dor. "Provavelmente, é o resultado de uma adaptação evolutiva ao [seu] ambiente com alto nível de dióxido de carbono", explica Smith.

O ar que esses roedores respiram é mais rico em CO2 que o ar da atmosfera. Se esse ar exalado ficar preso em túneis subterrâneos, o teor de CO2 se acumula.

Para a maioria dos mamíferos, este seria um problema. "O dióxido de carbono reage com água para formar um ácido, chamado ácido carbônico, que pode ativar os nervos para causar dor", afirma o pesquisador.

Em muitas doenças inflamatórias, como a artrite reumatoide, as áreas de inchaço dos tecidos, muitas vezes, podem ficar ácidas e causar dor. Mas "o rato-toupeira-pelado não sente o ácido como algo doloroso, não da forma que o suco de limão ou vinagre espalhado sobre cortes da pele causa dor", explica Smith.

Ele estudou a base molecular para essa tolerância e identificou um gene que faz com que o ácido aja como anestésico, em vez de ativador dos nervos sensoriais do rato-toupeira-pelado.

A professora de fisiologia e metabolismo Gisela Helfer, da Universidade de Bradford, no Reino Unido, afirma que o rato-toupeira-pelado é também o "modelo perfeito" para estudar a puberdade humana.

O rato-toupeira-pelado e o rato-toupeira-da-damaralândia são os dois únicos exemplos de mamíferos eussociais, que vivem em colônias por gerações seguidas, com uma fêmea responsável pela procriação e os demais indivíduos trabalhando juntos para sustentar a ninhada.

Como as abelhas, sua poderosa rainha governa a colônia de ratos-toupeiras, acasalando com um a três machos de cada vez. Outros indivíduos desempenham diferentes papéis, como os trabalhadores que cavam as tocas da colônia com seus dentes salientes e reúnem forragem para servir de alimento, fornecendo à rainha as raízes e bulbos que ela irá comer.

Normalmente, existe um casal fértil por colônia e o restante dos animais não passa pela puberdade, segundo Helfer. Mas, se um rato-toupeira-pelado for retirado da sua colônia, ele começará rapidamente a produzir esteroides sexuais e o animal passa pela puberdade.

"Os seres humanos têm uma longa fase pré-puberdade de cerca de oito a 12 anos", explica ela. "Quando a criança entra na puberdade, hormônios são liberados no seu cérebro e levam à produção dos hormônios sexuais, permitindo o amadurecimento do aparelho reprodutor."

Este processo espelha a progressão da puberdade entre os ratos-toupeiras-pelados, quando as fêmeas subordinadas são isoladas da rainha (a fêmea dominante) na colônia.

Já os ratos e camundongos passam pela puberdade de forma particularmente rápida, em até duas semanas após o nascimento. Por isso, eles são um modelo ruim para estudar os hormônios sexuais.

Helfer e outros cientistas estão examinando cada vez mais os ratos-toupeiras para investigar a influência dos hormônios sexuais, especialmente estrogênio e testosterona, além dos cromossomos sexuais.

Esta informação pode lançar uma luz sobre os tratamentos médicos, como bloqueadores da puberdade, terapia de substituição hormonal, fertilização in vitro e tratamento da menopausa - questões que, segundo Helfer, "estão na linha de frente da saúde no momento".

'Incrível inteligência' e 'hábitos malucos'

Helfer acha fascinantes os ratos-toupeiras-pelados que ela mantém na Universidade de Bradford, devido à sua "incrível inteligência" e a alguns hábitos "malucos".

Ela conta que, dentro das suas colônias altamente organizadas, os roedores têm câmaras de nidificação para dormir e banheiros para manter seus habitats limpos. E, quando os filhotes nasceram, ela ficou surpresa ao ver que a colônia havia criado uma "creche", para cuidar dos jovens animais.

Eles também "se movem para frente e para trás com a mesma rapidez" e raramente usam seus pequenos olhos redondos, preferindo confiar nos seus bigodes sensoriais para orientar-se embaixo da terra, segundo explica a professora.

Os ratos-toupeiras-pelados também têm formas características de comunicação entre si, determinando quem é amigo ou estranho por meio de diversos dialetos, de forma muito similar aos seres humanos.

Seu "chilro" clássico transmite informações exclusivas do grupo do animal. Um estudo indica que ele é aprendido culturalmente, não pela genética. Os ruídos referem-se frequentemente à rainha e filhotes resultantes de cruzamento adotam o tom da colônia que os criou, que pode mudar em caso de substituição da rainha.

Um estudo mapeou 18 vocalizações diferentes, incluindo chamados de alarme, de solicitação de alimento, de acasalamento e de organização do banheiro. Quando os predadores se aproximam, os animais usam diversos chamados de alarme diferentes para defender a colônia.

Outra forma de cooperação entre os ratos-toupeiras-pelados como colônia é por meio da agricultura sustentável.

Os horários das refeições envolvem trazer para suas tocas grandes tubérculos, como batatas-doces, para que sejam roídos com outros membros da colônia. Cada refeição pesa até 50 kg.

Os ratos-toupeiras removem as camadas externas venenosas da planta, comem sua refeição e preenchem a parte consumida com solo, para que o tubérculo se regenere, tornando-se outra refeição posteriormente.

De fato, sua comunicação complexa, vida longa, coesão social e administração cuidadosa dos recursos alimentícios fazem com que os ratos-toupeiras-pelados demonstrem fortes sinais de alta inteligência.

E essas criaturas exibem outras características notáveis. As pesquisas são limitadas, mas, na África do Sul, o rato-toupeira comum e o rato-toupeira-do-cabo receberam o título de "engenheiros do ecossistema".

Na Reserva de Flores Wayland em Darling, a cerca de 60 km ao norte da Cidade do Cabo, encontra-se um dos melhores locais do mundo para a biodiversidade, repleto de flores silvestres, abelhas e outros insetos.

Como parte do seu pós-doutorado na Universidade de Pretória, na África do Sul, Nicole Hagenah estudou o papel desempenhado por duas espécies diferentes de ratos-toupeiras - o comum e o rato-toupeira-do-cabo - para ajudar a melhorar os solos ricos e férteis da região.

Seu estudo durou três anos e ela concluiu que, ao escavar seus túneis, as duas espécies de ratos-toupeiras descartavam o solo escavado, depositando-o na forma de montes sobre a superfície.

Esses montes continham níveis mais altos de nutrientes, especialmente nitrogênio, em comparação com o solo existente sobre a superfície.

"Acreditamos que isso ocorre porque o solo subterrâneo que foi empurrado continha material vegetal não comido decomposto e, talvez, fezes e urina", afirma Hagenah. O solo dos montes também era menos compacto que o solo das proximidades.

Portanto, os ratos-toupeiras comuns e do cabo ajudaram as plantas de duas formas.

"Primeiro, as plantas precisam de nutrientes para crescer e um dos nutrientes mais importantes para as plantas é o nitrogênio", explica a pesquisadora. "Segundo, o monte menos compacto pode ter facilitado a penetração da água no solo, o que também é benéfico para as plantas, que precisam de água."

A importância - e as dificuldades - dos estudos

Por mais extraordinários que sejam os ratos-toupeiras-pelados, biologicamente falando, eles não são a espécie mais simples para observar e trabalhar, o que significa que relativamente poucos grupos de pesquisa em todo o mundo estudam esta espécie incrível.

"Embora sua biologia extrema seja fascinante e forneça grandes conhecimentos, não é fácil para todos formar sua própria instalação de pesquisa para esta espécie", afirma Smith.

Além da logística de reprodução de ambientes quentes e úmidos, o ciclo de vida de um rato-toupeira-pelado é mais longo que o dos ratos ou camundongos. Normalmente, leva 75 dias para o nascimento e existe apenas um casal se reproduzindo, o que resulta em longo tempo de espera para planejar experimentos.

Por este motivo, Smith criou a Iniciativa do Rato-Toupeira-Pelado, para colaborar com especialistas em outros campos da medicina, como o tratamento do câncer, e usar seus animais para sustentar novas linhas de pesquisa.

As colônias de ratos-toupeiras-pelados de Smith, se viverem sua idade natural completa, provavelmente ultrapassarão a carreira do pesquisador.

"Muito poucas pessoas do mundo têm muitos ratos-toupeiras-pelados com mais de 30 anos de idade", afirma ele. "Os animais que nasceram nas minhas colônias na semana passada, por exemplo, só atingirão seu período de vida máximo depois que eu me aposentar."

Se os cientistas conseguirem desvendar por que esses mamíferos extremófilos vivem uma vida saudável, eles poderão "traduzir" esse conhecimento em tratamentos preventivos ou medicações que tratem o câncer depois que ele surgir, segundo Smith. E pode também haver outros benefícios na pesquisa desses animais altamente incomuns, alguns dos quais dificilmente podem ser previstos.

Smith usa como exemplo os testes de PCR para detectar covid-19.

"A razão pela qual os testes de PCR funcionam é porque eles usam uma enzima que foi extraída de uma espécie de bactéria que vive nos respiradouros térmicos do Parque Yellowstone [nos Estados Unidos]", explica ele. "Viver em altas temperaturas significa que as enzimas da bactéria evoluíram para que ficassem estáveis sob altas temperaturas, quando as reações biológicas acontecem com mais rapidez."

"Se não estudarmos a biologia em condições extremas, acabamos perdendo algumas coisas", conclui Smith.