Descoberta molécula que nos permite ver milhões de cores a mais do que nossos animais de estimação

O estudo da visão humana, particularmente a diversidade na forma como percebemos as cores, foi significativamente avançado por pesquisas recentes. Este novo entendimento decorre de um foco na formação de cones vermelhos e verdes nas retinas humanas. Esses cones são fundamentais para a visão de cores em vertebrados, respondendo a várias comprimentos de onda de luz. De forma única, humanos e alguns primatas têm a habilidade de ver vermelho, verde e azul, diferenciando-os da maioria dos outros mamíferos.

Aves e alguns insetos também compartilham esta capacidade de perceber o vermelho. Acredita-se que essa característica seja uma vantagem evolutiva ligada às interações com plantas que produzem frutos e flores. Um exemplo notável em mamíferos é o possum-do-mel (Tarsipes rostratus), um marsupial australiano. Esta criatura demonstra uma habilidade, semelhante à das aves, de discernir tons de vermelho, particularmente em plantas como a banksia ruborizada. Isso é um exemplo de evolução convergente, onde espécies não relacionadas desenvolvem características semelhantes.

Os cones vermelhos e verdes nos olhos humanos são quase idênticos estruturalmente, com pequenas variações químicas ditando sua detecção de cor. Opsina, uma proteína, desempenha um papel fundamental nesta diferenciação. Ela existe em duas formas: sensível ao vermelho e sensível ao verde. Os genes que codificam essas proteínas estão localizados no cromossomo X, próximos um do outro. Essa proximidade pode levar a erros de recombinação, resultando em várias formas de daltonismo vermelho-verde.

Pesquisas recentes lançaram luz sobre os elementos específicos que determinam a diferenciação dos cones. Suposições anteriores sugeriam aleatoriedade no desenvolvimento dos cones, com alguns estudos indicando a influência dos níveis de tireoide. No entanto, uma equipe da Universidade Johns Hopkins e da Universidade de Washington descobriu o papel crucial do ácido retinoico, um derivado da vitamina A, em determinar a proporção de cones vermelhos para verdes. Essa descoberta foi possível através do uso de organoides retinianos cultivados em laboratório.

Robert Johnston, um biólogo do desenvolvimento da Universidade Johns Hopkins, comentou: “Esses organoides retinianos nos permitiram pela primeira vez estudar essa característica muito específica dos humanos.” Ele enfatizou a importância de entender o que torna os humanos únicos neste aspecto. O estudo descobriu que a exposição a níveis mais altos de ácido retinoico durante os primeiros 60 dias de desenvolvimento resultou em predominância de cones verdes. Por outro lado, níveis mais baixos do ácido levaram ao desenvolvimento de cones vermelhos.

Uma retina cultivada em laboratório é marcada para mostrar cones azuis em ciano e cones verdes/vermelhos em verde. As células chamadas bastonetes que ajudam o olho a enxergar em condições de pouca luz ou escuridão são marcadas em magenta. (Sarah Hadyniak/Universidade Johns Hopkins)

O momento da exposição ao ácido retinoico também foi crucial. Introduzir o ácido após 130 dias não afetou os tipos de cones, sugerindo que o papel do ácido retinoico na diferenciação dos cones é sensível ao tempo e irreversível. As retinas cultivadas em laboratório mantiveram densidades de cones semelhantes, permitindo aos pesquisadores descartar a morte celular como fator na proporção de cones vermelho-verde.

Sarah Hadyniak, coautora do estudo e bióloga do desenvolvimento, destacou o potencial dessas descobertas no entendimento da influência genética do ácido retinoico. Para avaliar o impacto prático na visão humana, a equipe examinou as retinas de 738 adultos do sexo masculino sem deficiências de visão de cores. Eles observaram uma variação natural significativa na proporção de cones vermelho/verde entre este grupo.

Hadyniak expressou surpresa com a extensão da variação nas proporções de cones verdes e vermelhos em humanos. O impacto desta variação na visão real ainda não está claro. Johnston fez uma analogia à situação, sugerindo que se esses tipos de células determinassem o comprimento do braço humano, as variações nas proporções resultariam em comprimentos de braços drasticamente diferentes.

Esta pesquisa foi publicada na PLOS Biology