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Por eras, o ser humano visa entender por que algumas espécies de animais conseguem a regeneração de membros e outros não (como nós mesmos). Essa peculiaridade pode ser observada, por exemplo, na simpática lagartixa, capaz de criar uma cauda nova após a original ser voluntariamente liberada.
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Porém, um animal sob risco de extinção tem peculiaridades interessantes quando se trata de regeneração de membros: o axolote. Quando ele perde uma perna, “recebe” uma nova, totalmente funcional, incluindo todos os dedos.
Em semanas ou meses, tudo é recuperado: músculos, peles e nervos, que surgem no mesmo lugar. Essa salamandra tem esse recurso compartilhado com outros anfíbios, répteis e espécies de peixes.
James Monaghan, biólogo do desenvolvimento da Northeastern University (EUA), traz que, há mais de 2,4 mil anos, Aristóteles já observava que lagartos são capazes de regenerar caudas (como nossa amiga lagartixa). Essa foi uma das primeiras observações escritas que conhecemos sobre o tema.
Desde o século XVIII, um subconjunto de biólogos que estudam a regeneração buscam solução para essa questão. Isso tudo para tentar achar tratamentos médicos que “transforme” o corpo humano em algo similar aos dos axolotes.
Monaghan e companheiros creem que, futuramente, seremos capazes de regenerar membros. Segundo o Popular Science, os cientistas estão chegando perto.
Regeneração de membros e acne: “tudo” a ver
- Monaghan e pesquisadores de regeneração encontraram uma via molecular crítica capaz de ajudar no mapeamento de membros durante o renascimento;
- Isso garante que as células do axolotes entendam como se juntar no mesmo arranjo de antes da separação;
- Os cientistas usaram salamandras com genes editados para analisar o ácido retinoico, forma de vitamina A e ingrediente ativo da medicina contra a acne, a isotretinoína;
- A concentração desse ácido, ao longo do gradiente de um membro substituto que está em desenvolvimento, dita onde os segmentos de perna, pé e articulações se encaixam;
- Tal concentração é rigidamente controlada por uma só proteína também identificada na regeneração, tendo um efeito dominó em conjunto de outros genes.
Ao Popular Science, Catherine McCusker, bióloga do desenvolvimento da Universidade de Massachusetts em Boston (EUA), afirmou que “esta é realmente uma questão que tem sido fascinantemente biólogos de desenvolvimento e regenerativos para sempre: como o tecido regenerador sabe e faz o projeto do que está faltando?”
Segundo ela, os resultados são “emocionantes”, pois mostram como mesmo os baixos níveis de ácido retinoico já presentes nos tecidos da salamandra são capazes de ter grande impacto na formação de membros.
Outras pesquisas já estudaram o papel da molécula adjacente à vitamina A, porém, em doses mais altas, alteradas artificialmente. Já o novo artigo comprova a importância do composto químico nas concentrações normais.
Além disso, ao identificar como ele é regulado, assim como seus efeitos subsequentes do composto na cascata molecular, Monaghan e os demais pesquisadores “descobriram algo que está muito acima” na regeneração de membros, apontou McCusker.
A especialista explicou ainda que compreender o passo a passo inicial representa boa parte da decodificação do restante do processo. Sabendo a sequência química e genética do completa que desencadeia a regeneração, torna-se mais viável sua aplicação biomédica.
“Realmente acho que seremos capazes de descobrir como regenerar membros humanos. Acho que é uma questão de tempo”, pontuou.
Ela indicou ainda que, neste caminho, as descobertas podem aumentar a capacidade de tratar o câncer, podendo se comportar de forma similar à regeneração dos membros, ou melhorar a cicatrização de feridas e queimaduras.
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Salamandras mutantes?
Para iniciar o estudo, Monaghan e pares começaram avaliando os padrões de expressão das proteínas e a concentração de ácido retinoico nos membros da salamandra. Para isso, usam axolotes geneticamente modificados.
Eles expressam proteínas fluorescentes quando estão na presença dos compostos-alvo, de modo a ser mais fácil a localização dessas moléculas no tecido quando observadas no microscópio.
Na sequência, utilizaram uma droga para conter níveis de ácido retinoico que ocorrem de forma natural e observaram seus efeitos na regeneração. Então, produziram uma linha de salamandras mutantes sem um dos genes que compõem a cadeia, para, dessa forma, identificar quais alterações levam a quais deformidades nos membros dos animais.
A equipe descobriu que maiores concentrações de ácido retinoico levam ao corpo do axolote a informação para manter o comprimento das pernas crescentes, enquanto as menores concentrações indicam ser necessária uma regeneração.
Ácido retinoico em demasia pode causar um membro deformado e mais longo do que o correto, sem a presença de segmentos e articulações em uma perna bem formada, o que dificulta a capacidade de um axolote se movimentar tranquilamente.
Mas uma certa proteína é mais importante para definir a concentração adequada de ácido retinoico. “Descobrimos que é essencialmente uma única enzima chamada CYP26b1, que regula a quantidade de tecido que se regenera”, explicou Monaghan. A CYP26b1 quebra o ácido, de uma maneira que, quando o gene que faz a proteína é ativado, as concentrações do ácido caem, de modo a permitir as condições para formar o membro.
O estudo indica que, ao menos, três genes adicionais vitais para mapear os membros e formação óssea aparentam ser controlados diretamente por concentrações do ácido. Assim sendo, quando as concentrações desse composto estão desativadas, a expressão dos genes também é anormal.
Os membros resultantes possuem segmentos encurtados, seções repetidas, desenvolvimento ósseo limitado e outras deformações.
Baseado em suas observações, Monaghan indicou que o ácido retinoico pode ser usado para “indução de regeneração”. Não há, “provavelmente, uma bala de prata para regeneração”, pontuou, mas diz que várias etapas ainda sem solução parecem estar envoltas na presença ou ausência da substância química.
“É mostrado promissor antes no sistema nervoso central e na medula espinhal para induzir a regeneração. Não está fora de questão também [usá-lo] para induzir a regeneração de um tecido de membro.”
O ácido retinoico é um composto comum a todos os animais, essencial no desenvolvimento embrionário, como na definição da orientação corporal humana. Seu excesso durante a gravidez, como no uso de isotretinoína, pode causar graves defeitos congênitos. Além disso, humanos compartilham muitos genes com anfíbios, como o axolote. A diferença está na facilidade com que esses genes são ativados após a maturidade.
Pesquisas sugerem que estimular a regeneração humana pode exigir apenas reprogramar células para um estado embrionário, em vez de manipular milhares de genes. Estudos recentes identificaram mecanismos importantes, como o mapeamento das partes dos membros e os sistemas de memória posicional que guiam a estruturação de tecidos regenerados.
Apesar dos avanços, a aplicação clínica ainda está distante. Os cientistas destacam a importância de continuar investindo em pesquisas básicas de biologia para que, no futuro, a regeneração de membros humanos possa se tornar realidade.
O estudo foi publicado nesta terça-feira (10) na Nature Communications.
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