Por milênios, a curiosidade humana tem girado em torno do enigma da regeneração. Por que algumas espécies conseguem recuperar membros perdidos enquanto nós, humanos, não? Uma ilustração fascinante desse fenômeno é a lagartixa, que pode reproduzir sua cauda após se desprender dela. Contudo, outro animal, ameaçado de extinção, apresenta características ainda mais intrigantes nesse aspecto: o axolote. Este notável anfíbio é capaz de regenerar uma perna perdida, revelando uma nova, completamente funcional, incluindo todos os dedos.
Em questão de semanas ou meses, o axolote repara músculos, pele e nervos, garantindo que tudo reapareça exatamente no mesmo local original. Essa habilidade singular é compartilhada com outros membros do grupo dos anfíbios, além de alguns répteis e espécies de peixes.
James Monaghan, biólogo do desenvolvimento da Northeastern University nos Estados Unidos, destaca que já no período de Aristóteles, há mais de 2.400 anos, a capacidade de regeneração das caudas dos lagartos foi notada. Essa foi uma das primeiras referências conhecidas sobre a regeneração. Desde o século XVIII, biólogos buscam entender melhor este fenômeno, na esperança de desenvolver tratamentos que permitam ao corpo humano adquirir habilidades semelhantes às dos axolotes.
Monaghan e sua equipe acreditam que, em um futuro próximo, será possível regenerar membros humanos. De acordo com o Popular Science, os cientistas estão fazendo progressos significativos nessa direção.
Regeneração de Membros e Acne: Uma Conexão Fascinante
- Pesquisadores identificaram uma via molecular crítica capaz de mapear membros durante o processo de regeneração;
- Essa via garante que as células do axolote compreendam como se organizar novamente, da mesma forma que antes da perda;
- Cientistas utilizaram salamandras geneticamente modificadas para investigar o ácido retinoico, uma forma de vitamina A, presente também em medicamentos para acne, como a isotretinoína;
- A concentração desse ácido controla, ao longo do desenvolvimento do membro, onde os segmentos de perna, pé e articulações devem se encaixar;
- Essa concentração é controlada por uma única proteína, que também foi identificada como fundamental para o processo de regeneração, desencadeando uma cascata de efeitos em outros genes.
Catherine McCusker, bióloga do desenvolvimento da Universidade de Massachusetts em Boston, afirmou ao Popular Science que a pesquisa representa uma questão intrigante para biólogos que estudam a regeneração: “Como o tecido regenerador sabe exatamente o que está faltando e como se reconfigurar?”, questionou. Os resultados, segundo ela, são empolgantes, demonstrando que até mesmo as menores concentrações de ácido retinoico presentes nos tecidos do axolote exercem um impacto significativo na formação dos membros.
Embora outras investigações tenham analisado os efeitos da molécula adjacente à vitamina A em altas doses, o estudo atual comprova a importância do ácido nas concentrações normais. Além disso, ao determinar como o ácido retinoico é regulado e quais seus efeitos subsequentes na cascata molecular, Monaghan e seus colegas descobriram um aspecto fundamental da regeneração de membros. A compreensão desse processo altamente complexo pode expandir as oportunidades para aplicações biomédicas.
“Acredito que estamos a um passo de descobrir como regenerar membros humanos. É apenas uma questão de tempo”, reiterou McCusker. As novas descobertas podem ainda proporcionar avanços no tratamento do câncer, melhorando a cicatrização de feridas e queimaduras, ao se comportarem de forma semelhante à regeneração dos membros.
Análise dos Axolotes Mutantes
Para levar a cabo a pesquisa, Monaghan e sua equipe iniciaram um exame dos padrões de expressão proteica e da concentração de ácido retinoico nos membros do axolote. Para isso, eles utilizam espécimes geneticamente modificados, que emitem fluorescência na presença das moléculas alvo, facilitando sua visualização sob o microscópio.
Em seguida, aplicaram uma substância para inibir os níveis naturais de ácido retinoico e monitoraram os efeitos na capacidade regenerativa. A equipe também gerou uma linhagem de salamandras mutantes, desprovidas de um gene crucial, a fim de identificar quais alterações causam deformidades nos membros dos animais.
A pesquisa revelou que concentrações elevadas de ácido retinoico enviam ao organismo do axolote a sinalização para manter o crescimento adequado das pernas, enquanto níveis reduzidos sinalizam a necessidade de regeneração. Níveis excessivos do ácido podem resultar em membros deformados e desproporcionais, dificultando a locomoção do axolote.
No entanto, uma proteína específica mostrou ser fundamental para regular a concentração ideal de ácido retinoico. “Descobrimos que uma única enzima chamada CYP26b1 desempenha um papel crucial na quantificação do tecido regenerável”, elucidou Monaghan. Essa proteína degrada o ácido, permitindo que, quando seu gene é ativo, as concentrações do ácido se reduzam, criando condições favoráveis para a formação do membro.
O estudo também indica que pelo menos três genes adicionais, essenciais para o mapeamento dos membros e formação óssea, aparentam ser diretamente controlados pelas concentrações do ácido retinoico. Assim, quando essas concentrações estão alteradas, a expressão gênica resulta em anormalidades nos membros regenerados, como segmentos encurtados e desenvolvimento ósseo restrito.
Com base em suas investigações, Monaghan sugere que o ácido retinoico pode potencialmente induzir a regeneração em humanos. Embora não exista uma “solução mágica” para o problema da regeneração, vários desafios parecem estar interligados à presença ou ausência desse composto químico. “Já demonstramos que o ácido é promissor para promover a regeneração no sistema nervoso central e na medula espinhal, portanto, sua aplicação na regeneração de membros não é totalmente descartada”, completou.
O ácido retinoico é um composto comum a todos os animais e desempenha papel crucial no desenvolvimento embrionário, incluindo a definição da orientação corporal. Contudo, o seu excesso durante a gestação pode resultar em defeitos congênitos. Curiosamente, os humanos compartilham muitos genes com os anfíbios, como o axolote, embora suas ativações ocorram de maneira muito mais eficiente nos primeiros estágios da vida.
Pesquisas indicam que estimular a regeneração em humanos pode envolver apenas a reprogramação de células para um estado embrionário, ao invés de manipulações complexas envolvendo milhares de genes. Estudos recentes têm elucidado mecanismos fundamentais, como o mapeamento das partes dos membros e os sistemas de memória posicional que orientam a estruturação dos tecidos regenerados.
Apesar das promissoras descobertas, a aplicação clínica da regeneração de membros humanos ainda se encontra a uma distância considerável. Os cientistas enfatizam a necessidade de continuar investindo em pesquisas fundamentais na biologia, para que, em um futuro não muito distante, a regeneração de membros humanos se transforme em uma realidade palpável.
O estudo foi publicado nesta terça-feira (10) na Nature Communications.