Hydra (género)

A hidra faz parte do grupo de celenterados (metazoários celenterados).

Os celenterados são também chamados cnidários. A água-viva, a caravela, a hidra e os corais são alguns exemplos de celenterados. Eles são aquáticos e vivem principalmente no mar.

Os cnidários são carnívoros e nutrem-se de zooplâncton (pequenos animais em suspensão na água), crustáceos, ovos de peixe e larvas.

Quando uma presa é capturada por um celenterado, ela penetra pela boca do animal e chega até uma cavidade digestiva - aliás, o nome desse grupo vem de celo = "cavidade" e entero = "intestino". Nessa cavidade, o alimento é parcialmente digerido e depois absorvido por certas células, no interior das quais a digestão se completa. Por isso se diz que a digestão nos celenterados é extracelular (na cavidade digestiva) e também intracelular (no interior da células). Não possuindo ânus, esses animais eliminam pela boca os resíduos não aproveitáveis.

A hidra pode também reproduzir-se assexuadamente (gemiparidade ou brotamento): Neste caso da hydra, nasce um gomo na superfície da hidra, que cresce e, quando já está madura, separa-se da hidra-mãe. Em seguida, fixa-se em algum lugar e continua a desenvolver-se independentemente. A reprodução assexuada também possui capacidade de regeneração.

A hidra é um animal único no aspecto que ela nunca, jamais envelhece, podendo teoricamente viver para sempre. Na prática, é claro, em algum momento ela acaba morrendo devido a doença ou predadores.^[1]

Não realiza reprodução sexuada, ou seja, não precisa de relações sexuais para se reproduzir.

Espécies do gênero Hydra há muito tempo têm sido importantes modelos para pesquisas em biologia do desenvolvimento, expressão gênica e células tronco. O naturalista suíço Abraham Trembley foi o primeiro pesquisador a descobrir, em 1744, a capacidade de pólipos de água doce de formar novos indivíduos a partir de pedaços retirados de um indivíduo adulto.^[2] Diversas pesquisas em desenvolvimento celular sucederam essa descoberta com a aplicação de técnicas de observação de comportamento celular para elucidar os mecanismos que controlam a pluripotência e diferenciação de células de Hydra. No entanto, foi apenas a partir do início de pesquisas genômicas em Hydra pela J. Craig Venter Institute, nos Estados Unidos, que os processos de organização, posicionamento e regulação de regeneração celular começaram a ser compreendidos. O genoma de Hydra magnipapillata foi completamente sequenciado em 2010,^[3] abrindo portas para utilização deste organismo para estudos avançados em genética reversa, manipulação de expressão gênica e transgenia.^[4][5][6] A hidra foi escolhida como organismo modelo em biologia do desenvolvimento por apresentar certas características em sua biologia que facilitam seu estudo, como a sua transparência ótica que facilita a visualização de células e tecidos, uma alta taxa de crescimento populacional e possibilidade de cultura em massa de clones.^[7]

A capacidade impressionante de regeneração em Hydra se deve a sua característica organização corporal formada por duas camadas germinativas, a ectoderme e a endoderme, e pela mesogleia.^[8] A ectoderme e a endoderme dão origem aos epitélios externo e interno, respectivamente, e a mesogleia é responsável por formar as linhagens de células nervosas, cnidócitos, células glandulares e gametas.^[9] Enquanto que as linhagens celulares da mesogleia são determinadas, os epitélios permanecem em um estado reversível e de contínua produção celular. Portanto, são as células dos epitélios externo e interno que permitem tanto a rápida regeneração de tecido em caso de ferimento quanto a formação completa de um indivíduo a partir de apenas um bloco de células epiteliais extraído de um indivíduo adulto⁶.

Diferente da regeneração em planárias, a hidra se regenera sem proliferação celular. O que ocorre é a transformação das células e tecidos já existentes em novas estruturas por meio de desdiferenciação celular. Esse tipo de regeneração foi primeiramente descrita e denominada morfalaxia por Thomas Hunt Morgan, em 1901.^[10] As células se reorganizam e rediferenciam a partir de informações posicionais; ou seja, a polaridade ao longo do tecido informa se uma certa região deve se diferenciar em boca e tentáculos ou no disco pedal. Acredita-se que essa polaridade é estabelecida por meio de um gradiente de concentração de certas moléculas, como peptídios, que informa uma célula sua posição em relação ao corpo.^[11] Devido à ausência de proliferação celular, um bloco de células epiteliais da hidra dão origem a um indivíduo em miniatura, e somente após alimentação ocorre o crescimento normal deste novo indivíduo.

Inúmeras pesquisas em bioquímica e expressão gênica em Hydra têm revelado o controle de diferenciação das células tronco epiteliais durante a embriogênese e também durante a regeneração. O peptídio HEADY é expresso por um gene ausente em outros animais e é uma importante molécula que direciona as células à formação da região apical (boca e tentáculos).^[12] Outro importante peptídio foi descoberto em 2005, o Hym-301. Pesquisas indicam que esse peptídio é expresso abaixo da boca e é responsável pela formação de tentáculos, e tratamentos com silenciamento do gene expressando Hym-301 levaram a redução no número de tentáculos durante regeneração e formação de brotos.^[13] Outros dois peptídios, pedina e pedibina, foram isolados e descobriu-se serem responsáveis por estimular a formação do disco pedal durante a regeneração.^[14]

O gênero Hydra apresenta certas vias de regulação de expressão gênica também observadas em grupos mais evolutivamente mais recentes, como os Vertebrados. Uma delas é a via de sinalização Wnt, muito conhecida por regular fatores de transcrição em diversos grupos animais. A partir dos anos 2000 foram encontradas diversas moléculas da cascata Wnt nas regiões terminais da hidra durante a regeneração da cabeça ou do disco pedal, como a HyWnt (molécula de sinalização Wnt específica ao gênero Hydra), a β-catenina e a TCF, todos responsáveis pela regulação da proliferação e reorganização celulares.^[15][16][17]