Novo sistema sem casca permite observar o desenvolvimento embrionário das galinhas

O mundo está repleto de aves: chilreiam, esvoaçam e caminham aos balanços; têm penas, bicos e garras. Estes animais extraordinariamente diversos, os descendentes vivos mais próximos dos magníficos dinossauros, conseguiram estabelecer-se em todos os recantos do planeta.

Ainda assim, uma parte do seu processo reprodutivo permanece relativamente enigmática: o período em que as crias em desenvolvimento ficam escondidas dentro de cascas de ovo opacas, evoluindo de zigoto para cria recém-eclodida, antes de concluírem o crescimento até à idade adulta sob os cuidados atentos dos progenitores.

Sistema sem casca revela o desenvolvimento embrionário das galinhas

Foi agora alcançado um objectivo há muito perseguido pela biologia do desenvolvimento das aves. Uma equipa de cientistas criou um sistema de cultura de ovos que substitui a casca opaca dos ovos de galinhas domésticas White Leghorn (Gallus domesticus), tornando possível acompanhar o desenvolvimento embrionário da ave quase do início ao fim.

O sistema de cultura sem casca da equipa foi tão eficaz que várias crias eclodiram com sucesso no fim do período normal de incubação e tornaram-se galinhas normais.

Há décadas que os cientistas tentam desenvolver um sistema de cultura sem casca, ou SLCS, que permita observar o desenvolvimento de uma ave embrionária. Um método anterior promissor, descrito pela primeira vez em 2014, consistia em deixar os embriões desenvolverem-se dentro de um ovo durante três dias - uma condição necessária à sua sobrevivência - e, em seguida, transferi-los para um recipiente de cultura protegido por uma película aderente de cozinha de polimetilpenteno.

Contudo, esse sistema estava longe de ser perfeito: as crias não conseguiam desenvolver-se normalmente, o que reduzia de forma acentuada a taxa de sucesso de eclosão.

O cientista veterinário Katsuya Obara, da Universidade de Ciência de Okayama, pioneiro desse método, liderou, juntamente com a sua colega Chizuka Obara, uma equipa que resolveu um dos obstáculos ao desenvolvimento normal e à eclosão.

Rotação contínua impede a secagem da membrana vitelina

A membrana vitelina da gema, que protege a camada de células situada na periferia do embrião e conhecida como blastoderme, secava no recipiente de cultura. A equipa considerou que esse problema poderia estar a impedir o desenvolvimento embrionário normal.

Para evitar a secagem da membrana, os investigadores colocaram o recipiente de cultura sobre um agitador rotativo, normalmente utilizado para produzir movimento contínuo durante misturas. A placa superior do agitador foi inclinada a 7 graus, e o ensaio foi realizado a diferentes velocidades: 6 rotações por minuto, 10 rotações por minuto e 28 rotações por minuto.

O movimento assegurou um fluxo constante de clara de ovo e impediu que a membrana secasse, embora o desenvolvimento e a sobrevivência até aos 10 dias variassem.

A 6 rotações por minuto, registou-se a maior taxa de sobrevivência, mas todos os embriões apresentaram indícios de atraso no desenvolvimento.

Com 10 rotações por minuto, a sobrevivência foi ligeiramente inferior e alguns embriões desenvolveram anomalias, mas a taxa de sobrevivência dos embriões normais foi elevada.

Já às 28 rotações por minuto, todos os embriões apresentavam anomalias incompatíveis com a sobrevivência ao fim de 10 dias.

Oxigénio e agitação manual aumentam a taxa de eclosão

Depois de determinarem que 10 rotações por minuto eram a velocidade ideal tanto para a sobrevivência como para o desenvolvimento, os investigadores testaram a adição de oxigénio aos embriões em desenvolvimento em vários momentos após o 10.º dia. Embora seja necessário acrescentar oxigénio, o momento em que isso acontece não parece afectar de forma relevante o desenvolvimento embrionário.

Por fim, repetiram a experiência com 10 rotações por minuto, oxigénio suplementar e uma pequena quantidade de pó de carbonato de cálcio - o material de que são feitas as cascas dos ovos. Desta vez, porém, acrescentaram uma agitação manual adicional do recipiente de cultura. Esta foi efectuada três a cinco vezes, a cada 3 a 10 horas, durante as primeiras 24 a 48 horas de cultura sem casca.

Este procedimento gerou a maior taxa de eclosão de crias normais. A 10 rotações por minuto e com oxigénio, a taxa de eclosão foi de 3.3 percent. Quando foi adicionada a agitação manual de vaivém, a taxa subiu para 10.5 percent.

Uma das galinhas que eclodiu foi deixada crescer durante um ano, sendo depois submetida a eutanásia e dissecada. Era completamente normal. O sistema funciona: proporcionou literalmente uma janela para observar o desenvolvimento da galinha até ao momento da eclosão.

“"O desenvolvimento de cSLCSs visíveis abriu novas possibilidades ao facilitar a monitorização omnidireccional, em tempo real, dos resultados fenotípicos de tratamentos experimentais através de uma película plástica transparente, desde embriões na fase de blastoderme até à eclosão", escrevem os investigadores no artigo.

"Este sistema servirá como uma ferramenta poderosa em várias disciplinas, como a toxicologia, a investigação com células estaminais, a bioimagem e a medicina regenerativa."”

As conclusões da equipa foram publicadas na revista Scientific Reports.