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Universidade de Pittsburgh
Nova investigação explica porque é que a regeneração da cauda é perfeita em salamandras e imperfeita em lagartos – e pode ajudar a esclarecer porque é que os ratos não conseguem regenerar de todo a sua cauda.
Células estaminais na medula espinal são o factor limitativo final, relatam os cientistas nos Anais da Academia Nacional de Ciências.
“O modelo animal tradicional para a regeneração é a salamandra”, diz o autor sénior Thomas P. Lozito, professor assistente no departamento de cirurgia ortopédica, no Centro de Engenharia Celular e Molecular, e no Instituto McGowan de Medicina Regenerativa da Universidade de Pittsburgh.
“As salamandras podem regenerar uma grande variedade de tecidos – cérebro, coração, partes dos seus olhos, membros, caudas – mas têm classes inteiras de tipos de moléculas e tecidos que simplesmente não são encontrados em mamíferos, por isso não fomos realmente capazes de aplicar muito do que encontramos na salamandra aos humanos.”
“Pode-se facilmente distinguir um lagarto com uma cauda regenerada. Não acerta em nada”
Se o objectivo é traduzir a investigação da regeneração para espécies não regenerativas como os humanos, o lagarto é um modelo muito melhor do que a salamandra, de acordo com Lozito. Os lagartos são os mais próximos dos mamíferos que podem regenerar um apêndice, e têm um genoma e uma bioquímica semelhantes.
Mas os lagartos não podem regenerar membros perdidos, e as suas caudas regeneradas são muito mais simples do que os originais.
“Pode facilmente distinguir um lagarto com uma cauda regenerada”, diz Lozito. “Não acerta em nada”. As escalas são diferentes; o padrão de cor é diferente, e depois quando se olha para dentro da cauda, todos os tecidos são diferentes. Não há osso; o esqueleto é completamente cartilaginoso, apenas tubos dentro de tubos”
Entendendo o que separa a regeneração perfeita na salamandra da regeneração imperfeita na lagartixa, ele diz.
A lagartixa de Lozito é a lagartixa de luto, que tem várias propriedades interessantes, incluindo uma alta tolerância para transplante.
“A medula espinal é o regulador mestre da regeneração da cauda…”
Esta característica permitiu a Lozito e aos seus colegas tomar células estaminais neurais – os precursores nascentes dos neurónios e da glia, as células não neuronais que as rodeiam – da salamandra e inserem-nas no coto de cauda regeneradora do lagarto. Queriam ver o que retém a regeneração da cauda do lagarto: o ambiente bioquímico ou as células estaminais nativas do lagarto.
As células estaminais da salamandra transplantadas mantiveram a sua capacidade de se diferenciarem em múltiplos tipos de células, incluindo neurónios. Pelo contrário, as células estaminais neuronais de lagarto poderiam tornar-se apenas células gliais, que não processam as mensagens que dirigem o movimento e a sensação.
“Foi uma agradável surpresa”, diz o autor principal Aaron Sun, um estagiário médico-cientista que completou parte da sua pesquisa no laboratório de Lozito. “E isto demonstra que talvez os processos regenerativos ainda estejam de algum modo conservados”
As retinas de peixe curam-se sozinhas. Poderiam as nossas, também?
Mas talvez a observação mais surpreendente, diz o Sol, é que as tradicionalmente descritas “células estaminais neuronais” que impulsionam a regeneração no lagarto não são de todo “verdadeiras” células estaminais neuronais. Embora verifiquem muitas das caixas clássicas, ficam aquém de uma característica que as define – a capacidade de fazer surgir uma diversidade de tipos de células.
Isso explica porque não existe uma regeneração perfeita da cauda do lagarto, diz Lozito. As células estaminais neurais não conseguem produzir os diferentes tipos celulares que seriam necessários para recriar as assimetrias da medula espinal original, o que por sua vez impede o desenvolvimento de vértebras ósseas.
“A medula espinal é o regulador principal da regeneração da cauda, e estas diferenças que estamos a ver entre a cauda de lagarto e de salamandra são devidas a diferenças na qualidade das células estaminais”, diz Lozito. “Tudo devido às células estaminais neurais”
Regeneração pode estar à espreita nos nossos genes
Os Institutos Nacionais de Saúde financiaram esta investigação.