Animais capazes de brilhar no escuro fornecem informações sobre a capacidade de regeneração de membros

Um pequeno animal com estruturas elevadas, um sorriso amável e pele verde luminosa recentemente forneceu aos cientistas uma informação crucial para solucionar um dos maiores enigmas da biologia: a regeneração de membros.

Os axolotes aquáticos, conhecidos salamandras, são famosos pela sua capacidade incomum de regenerar membros perdidos devido a ferimentos ou amputações. Pesquisadores descobriram mais sobre o processo complexo por trás dessa “superpotência”, conforme detalhado em um novo estudo publicado nesta terça-feira (10) na revista Nature Communications.

“Uma questão antiga na área é: quais são os sinais que indicam se as células devem regenerar apenas uma mão, por exemplo, ou um braço inteiro?”, disse o autor sênior do estudo, James Monaghan, professor de biologia e diretor do Instituto de Imagem Química de Sistemas Vivos da Universidade Northeastern.

Leia também:

Como reconhecer vídeos gerados por inteligência artificial com alto grau de realismo? Confira dicas

Quais são os atalhos de teclado mais úteis no Windows e macOS?

Tartaruga-verde-em-recife avistada pela primeira vez; assista ao vídeo

O estudo demonstrou que a substância conhecida como ácido retinoico, comumente presente em tratamentos para acne contendo retinol, é a responsável por direcionar as células dos axolotes para indicar quais áreas do corpo devem ser regeneradas e de que forma.

O ácido retinoico também é importante no desenvolvimento de embriões humanos, auxiliando na orientação do DNA quanto à formação da cabeça, mãos e pés, explicou Monaghan. Contudo, por motivos ainda desconhecidos, a maioria das células humanas perde a capacidade de “ouvir” esses sinais regenerativos durante a gestação.

Apesar de a noção de reconstruir corpos humanos completos ainda parecer distante e semelhante à ficção científica, Monaghan argumenta que o estudo da função sinalizadora do ácido retinoico em anfíbios pode revelar novas abordagens terapêuticas e terapias genéticas para humanos.

Estudo do ácido retinoico em axolotes.

Axolotes não emitem brilho no escuro naturalmente. A equipe de Monaghan utilizou indivíduos geneticamente modificados que exibem um brilho fluorescente verde nas áreas onde a molécula ativa as células danificadas.

Inicialmente, os pesquisadores utilizaram uma abordagem semelhante à de Frankenstein, administrando excessivas doses de ácido retinoico aos axolotes para analisar o efeito. Nas áreas das amputações, os animais apresentavam crescimento exagerado, substituindo uma mão por um braço completo.

“Se injetar Ácido Retinoico em excesso em uma lesão, todos esses genes diferentes, provavelmente sem relação com o plano corporal necessário, serão ativados”, disse Catherine McCusker, professora associada de biologia na Universidade de Massachusetts Boston, que não participou do estudo, mas também pesquisa a regeneração de membros em salamandras.

A equipe de Monaghan alterou sua estratégia para entender melhor como os axolotes empregam seus níveis naturais de ácido retinoico no processo de regeneração de membros.

Descobriram que uma única enzima é responsável por quebrar o ácido retinoico nesses animais. Ao bloquear essa enzima, os efeitos “Frankenstein” retornaram. “Isso foi extremamente empolgante, pois demonstrou que os níveis da substância natural são controlados por sua degradação.”

uma mão ferida de axolote deve evitar crescer até se tornar um braço, pois a enzima, chamada CYP26B1, impede que o processo regenerativo prossiga, conforme explicou McCusker.

Atualmente, compreender essa relação no sistema regenerativo desta espécie é apenas uma parte do quebra-cabeça, afirmou Monaghan. O próximo passo será identificar precisamente quais genes o ácido retinoico ativa nas células durante a regeneração, para decifrar melhor o “projeto” que essas células seguem.

O que os seres humanos podem aprender com as salamandras axolote

Quando as células de um axolote são feridas, ocorrem por um processo de desdiferenciação, no qual “esquecem” sua identidade e retornam a um estado embrionário, afirmou Monaghan. Nesse estado, elas se concentram em gerar novos membros e voltam a responder aos sinais do ácido retinoico.

As células humanas não se diferenciam após sofrerem lesões, e, por isso, não conseguem responder a esses estímulos. Em vez disso, nossos tecidos reagem a lesões com a formação de cicatrizes, depositando grandes quantidades de colágeno, explicou o pesquisador.

E se fosse possível que células humanas voltassem a “obedecer” essas instruções para reconstruir membros?

“Esta questão é extremamente interessante no campo da terapia genética, pois talvez não seja necessário adicionar ou remover genes para induzir regeneração em humanos – podemos apenas ativar ou desativar os genes corretos no momento certo”, disse Monaghan, referindo-se a tecnologias como o CRISPR, que permitem alterações no DNA para prevenir e tratar doenças.

A regeneração de membros humanos ainda está muito distante, mas à medida que os cientistas compreendem melhor a sinalização do ácido retinoico, essa tecnologia poderá ajudar a restaurar essa capacidade regenerativa nas células humanas, permitindo curas sem cicatrizes, afirmou McCusker.

A pesquisa de McCusker concentra-se em acelerar o processo de regeneração. Em axolotes, a regeneração de pequenas mãos pode ocorrer em poucos dias, enquanto em um ser humano adulto, poderia levar anos.

“É importante continuar realizando esse tipo de pesquisa biológica básica”, concluiu McCusker. “Estamos descobrindo formas super inovadoras de realizar coisas que hoje parecem impossíveis para a medicina humana atual.”

Startup recria espécie de lobo-guará extinta há 12 mil anos.

A diminuição de aves que dispersam sementes agrava a dificuldade de conter as mudanças climáticas.

Fonte por: CNN Brasil