A Regeneração de Nadadeiras e Membros Depende de um "Manual" Celular Compartilhado

Estados Unidos - Agência de Notícias Ekhbary

A Regeneração de Nadadeiras e Membros Depende de um "Manual" Celular Compartilhado

Em uma descoberta que aprofunda nossa compreensão da regeneração biológica, os cientistas identificaram um "manual" celular e genético comum que permite a certos vertebrados regenerar nadadeiras e membros perdidos. A pesquisa, publicada na Nature Communications, foca no peixe bichir do Senegal, no axolote e no peixe-zebra, mostrando notáveis ​​capacidades regenerativas que oferecem insights cruciais sobre a história evolutiva inicial desse fenômeno no reino animal.

O peixe bichir do Senegal (Polypterus senegalus), um peixe considerado um "fóssil vivo" por reter características ancestrais, serve como um excelente organismo modelo para estudos de regeneração. Essa espécie possui a extraordinária capacidade de regenerar completamente suas nadadeiras após a amputação, tornando-a um sujeito vital para a compreensão das origens da regeneração de membros. Por estar na base da árvore evolutiva dos peixes ósseos modernos, o bichir oferece uma janela única para o desenvolvimento antigo das capacidades regenerativas.

Liderada por Igor Schneider, biólogo evolutivo do desenvolvimento na Louisiana State University, a equipe de pesquisa investigou esses mecanismos. Eles rastrearam meticulosamente a atividade genética nos locais de ferida das nadadeiras do bichir após a amputação, comparando esses dados com conjuntos de dados novos e existentes semelhantes do axolote, conhecido por sua regeneração de membros, e do peixe-zebra, capaz de regenerar as pontas ósseas de suas nadadeiras. Essa abordagem comparativa visou identificar processos celulares e moleculares conservados.

O estudo revelou um papel crítico das células imunes nas fases iniciais da regeneração em todas as três espécies. Após a ferida, as células imunes migram rapidamente para o local da lesão. Embora sua primeira tarefa seja combater possíveis infecções bacterianas – uma resposta típica observada até em humanos – no bichir e no axolote, essas células mudam rapidamente de função. Elas suprimem ativamente as respostas inflamatórias que, de outra forma, poderiam levar à formação de tecido cicatricial, facilitando assim um processo regenerativo mais suave.

A interrupção do suprimento de sangue e do fluxo de oxigênio é um desafio comum na cicatrização de feridas. Os novos dados esclarecem como essas espécies superam esse obstáculo. Vários tipos de células dentro do local da ferida começaram a produzir energia através de uma via metabólica independente de oxigênio. Essa produção autônoma de energia alimenta a proliferação de novas células e a síntese de proteínas essenciais e outros materiais necessários para o complexo processo de regeneração.

Outra descoberta surpreendente foi o aparecimento de mioglobina, uma proteína crucial para o armazenamento de oxigênio nos músculos, dentro das células da pele que cobrem as áreas feridas nos peixes. Ainda mais inesperadamente, glóbulos vermelhos em massa afluíram para os locais de amputação no bichir e no axolote, eventualmente constituindo até 20% de todas as células no local da ferida. Este é um aumento drástico em comparação com sua representação típica de menos de 2% em tecidos de nadadeiras ou membros não feridos.

Ao contrário dos glóbulos vermelhos humanos maduros, que perdem seu núcleo, os glóbulos vermelhos tanto do bichir quanto do axolote retêm seu núcleo. Dentro desses núcleos, os pesquisadores observaram uma regulação positiva significativa de genes envolvidos na regulação das respostas imunes e no monitoramento dos níveis de oxigênio após a amputação. O Dr. Schneider sugere que é "tentador pensar" que esses glóbulos vermelhos nucleados podem fornecer "sinais instrutivos" para outras células, ajudando assim a coordenar a cascata regenerativa.

Simultaneamente, genes associados ao desenvolvimento de membros e reparo de DNA foram ativados. Além disso, surgiram duas populações distintas de células de reparo: uma perto da base da estrutura em regeneração e outra perto da ponta. Essa coordenação abrangente representa um "grande passo" na compreensão de como a regeneração é orquestrada, de acordo com o biólogo do desenvolvimento Ji-Feng Fei, que não esteve envolvido no estudo. O fato de muitos aspectos da regeneração serem compartilhados entre essas espécies, embora tenham divergido evolutivamente há cerca de 400 milhões de anos, ressalta as origens ancestrais dessa notável capacidade biológica.

O Dr. Schneider espera explorar ainda mais a regeneração realizando estudos semelhantes em lagartos, que podem regenerar suas caudas, mas não seus membros. Ele nota humoristicamente que talvez o antagonista do Homem-Aranha no filme pudesse ter tido mais sucesso com o DNA de axolote se seu objetivo fosse a regeneração de membros, a menos que ele especificamente pretendesse regenerar uma cauda.

Agência de Notícias Ekhbary