Efeitos genéticos, endócrinos e transgeracionais do estresse térmico sobre as células germinativas em truta arco-íris (Oncorhynchus mykiss)

Autor(es)

Arno Juliano Butzge

• Tipo de documento: Tese de Doutorado
• Imprenta: Botucatu. 2021-09-23.
• Instituição: Universidade Estadual Paulista (Unesp). Instituto de Biociências. Botucatu
• Data de defesa: 2020-05-31
• Orientador: Claudio Oliveira; Ricardo Shohei Hattori

Resumo

Em peixes, exposições a altas temperaturas podem afetar a proliferação, diferenciação ou mesmo a sobrevivência das células germinativas, comprometendo a fertilidade e, portanto, a capacidade reprodutiva das espécies. Há também evidências de alterações epigenéticas que podem eventualmente ser transmitidas às próximas gerações, tendo implicações sobre a sobrevivência e capacidade adaptativa aos ambientes sujeitos às constantes mudanças. Este trabalho buscou elucidar os mecanismos regulatórios (molecular e endócrino) e transgeracionais envolvidos na manutenção e diferenciação das células germinativas em truta arco-íris (Oncorhynchus mykiss) submetidas a estresse térmico prolongado. Para tanto, foram avaliados inicialmente os efeitos da exposição a alta temperatura durante a fase juvenil (parr) nas gônadas de adultos, comparando os parâmetros reprodutivos e qualidade dos gametas. Em seguida, estes foram utilizados em cruzamentos, visando comparar o desempenho das respectivas progênies (WT) com as do grupo controle (CT) quando submetidas ao estresse térmico. Finalmente, foram realizados experimentos in vitro com testículos de juvenis destas progênies buscando correlacionar a tolerância térmica com a susceptibilidade ao cortisol, o principal hormônio do estresse. Os resultados da primeira etapa demonstraram que o estresse térmico afetou nitidamente mais os machos que as fêmeas, sendo os efeitos deletérios detectados no desenvolvimento testicular, na fecundidade, na motilidade e morfologia espermática, e também no desenvolvimento embrionário. Surpreendentemente, apesar de tais impactos negativos, a progênie derivada dos machos estressados submetidas às mesmas condições estressantes que os pais apresentaram sobrevida e crescimento superiores, demonstrando que o estresse térmico nos parentais pode conferir termotolerância na prole após uma única geração. Desempenho similar foi observado usando progênies de machos de três anos de idade, sugerindo alterações constitutivas nas espermatogônias-tronco. A análise in vitro demonstrou que os testículos da progênie WT apresentaram menor susceptibilidade ao cortisol comparado com o grupo CT, sugerindo que o grupo WT possui maior capacidade de neutralizar os efeitos do estresse. As demais análises de transcrição gênica, que foram interrompidas em função da pandemia do COVID-19, poderão elucidar os aspectos moleculares envolvidos na tolerância à temperatura alta. Em conclusão, este estudo demonstra que o estresse térmico durante as fases iniciais pode induzir efeitos permanentes em aspectos reprodutivos essenciais durante a fase adulta e ainda modular a capacidade adaptativa da respectiva progênie, quando submetidas às mesmas condições que os parentais. Estas descobertas agregam uma nova abrangência acerca dos impactos das mudanças climáticas em peixes, mas ao mesmo tempo indicam a existência de mecanismos que permitem os animais superarem as alterações no ambiente, desde que a sobrevivência das gerações seguintes, mesmo que limitada, seja garantida. No caso das espécies de interesse comercial, a estratégia utilizada neste estudo pode contribuir para o desenvolvimento de linhagens com maior resiliência a fatores ambientais. (AU)

• Processo FAPESP: 19/02950-2 - Efeitos genéticos, endócrinos e transgeracionais do estresse térmico sobre as células germinativas em Truta Arco-Íris (Oncorhynchus mykiss)
• Beneficiário: Arno Juliano Butzge
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado