Clonagem, expressão e caracterização do hormônio de crescimento (GH) de pirarucu (Arapaima gigas) e relativa análise filogenética

Abstract

O Arapaima gigas, conhecido como pirarucu, é um dos maiores peixes de água doce, com grande valor econômico e ecológico. No entanto, enfrenta riscos de extinção devido à sobrepesca e disfunções reprodutivas em cativeiro. O hormônio de crescimento (GH) desempenha papéis cruciais no crescimento, metabolismo e reprodução em vertebrados. Em peixes, o GH também influencia processos fisiológicos, como a osmorregulação e o sistema imunológico. A produção recombinante do GH em sistemas heterólogos representa uma abordagem promissora para superar desafios na aquicultura do pirarucu, promovendo avanços em estratégias de conservação e manejo sustentável. Os objetivos deste estudo incluíram clonar e expressar o cDNA do GH de A. gigas, caracterizar suas propriedades físico-químicas e confirmar sua atividade biológica. Além disso, buscou-se realizar uma análise filogenética comparativa com outras espécies, a fim de entender as relações evolutivas do GH no contexto dos Osteoglossiformes e de ordens relacionadas. Foi obtida uma sequência completa do cDNA de ag-GH com 627 nucleotídeos, que codifica um polipeptídeo de 208 aminoácidos. A produção em células HEK293 foi bem-sucedida, apresentando um rendimento total de 18,7 mg/L. Análises por HPSEC e MALDI-TOF-MS confirmaram a integridade e pureza da proteína recombinante. A análise filogenética revelou alta similaridade do GH de A. gigas com Scleropages formosus, reforçando a proximidade filogenética entre as espécies da ordem Osteoglossiformes. Um bioensaio in vivo, para determinar o aumento do peso corporal de camundongos anões, demonstrou uma atividade biológica para ag-GH cuja potência foi 80% daquela apresentada pela Preparação de Referência Internacional de rec-hGH (AFP8990A) do National Hormone and Pituitary Program (NHPP, Torrance, CA, EUA). Como as duas espécies (Homo sapiens e Arapaima gigas) são separadas por um período evolutivo de >100 milhões de anos, consideramos extremamente interessante tal correlação biológica positiva. Esses resultados sugerem que o GH de A. gigas possui características conservadas, essenciais para a compreensão da biologia reprodutiva e do crescimento da espécie. Conclui-se portanto que a clonagem, expressão e caracterização do GH de A. gigas foram realizadas com sucesso, fornecendo dados inéditos sobre a sequência e propriedades físico-químicas dessa proteína. A análise filogenética contribuiu para o entendimento das relações evolutivas do GH entre diferentes ordens de peixes. Os resultados obtidos oferecem perspectivas promissoras para o desenvolvimento de estratégias de reprodução em cativeiro e manejo sustentável do pirarucu, representando um avanço significativo no conhecimento da fisiologia dessa espécie de relevância ecológica e econômica.