Cientistas brasileiros estudam se humanos podem regenerar membros como em salamandras
Pesquisa iniciada em 2015 descobre que característica foi herdada dos peixes; próximo passo é identificar genes que iniciam processo de regeneração e se a ativação destes pode ser induzida.
Uma pesquisa liderada por cientistas brasileiros poderá fazer com que os seres humanos, assim como as salamandras, tenham a capacidade de regenerar membros perdidos e até a medula espinhal danificada. Não é para já, mas o caminho está aberto. Eles estudaram o programa genético que dá a esses anfíbios e a algumas espécies de peixe essa incrível característica, que faz renascer pernas e nadadeiras, quando amputadas, e descobriram um grupo de genes que dá início a esse processo.
O trabalho foi coordenado pelo biólogo Igor Schneider e seu grupo de pesquisa do Laboratório de Evolução e Desenvolvimento (LED), da Universidade Federal do Pará (UFPA), e contou ainda com a participação de cientistas do Instituto Tecnológico Vale, do Museu Paraense Emilio Goeldi (MPEG), do Museu de História Natural de Berlin, da Alemanha, da James Madison University e da Michigan State University, ambas dos Estados Unidos. "Começamos o estudo em 2015, quando iniciamos o sequenciamento dos genes que salamandras e peixes ativam durante a regeneração, e concluímos este ano", conta o pesquisador brasileiro.
Igor diz que seu grupo na UFPA tem como eixo central de pesquisa entender a origem dos vertebrados terrestres, também conhecidos como tetrápodes (animais com quatro patas ou membros), que compreendem os anfíbios, répteis, aves e mamíferos. Particularmente, ele estuda quais as características que esses organismos herdaram de seus ancestrais peixes. Sabia-se que entre os integrantes desse grupo de seres, apenas anfíbios, como as salamandras, são capazes de regenerar suas patas.
Sua mulher e colega de profissão, Patrícia Schneider, que também participou da pesquisa, lembra que a origem evolutiva da regeneração de membros em salamandras permaneceu por muito tempo um mistério. "O que se perguntava era se elas teriam adquirido esta capacidade recentemente ou, em vez disso, a herdado dos seus ancestrais, os primeiros tetrápodes", explica.
O objetivo do grupo, portanto, era desvendar este mistério. E conseguiu. "Mostramos que a origem da regeneração de membros pode ser mais antiga ainda, tendo surgido no ancestral de todos, os peixes, antes da origem dos tetrápodes", diz Patrícia. Para chegar a essa conclusão, primeiro os pesquisadores buscaram identificar quais grupos desses animais que vivem hoje possuem capacidade de recriar nadadeiras peitorais, que são equivalentes aos braços ou patas dianteiras de tetrápodes.
Para isso, realizaram amputações de nadadeiras em sete espécies de peixe que ocupam posições chave na árvore evolutiva de animais vertebrados: peixe-espátula (Polyodon spathula), gar-pintado ou boca-de-jacaré, (Lepisosteus oculatus), gourami-azul (Trichogaster trichopterus), acará-do-congo (Amatitlania nigrofasciata), oscar (Astronotus ocellatus), peixe-dourado (Carassius auratus) e bichir-de-senegal (Polypterus senegalus).
Isso gerou uma segunda descoberta. "Verificamos que a regeneração de nadadeiras é comum e amplamente difundida entre esses animais", conta Igor. "Antes do nosso trabalho se pensava que os peixes só eram capazes de recriar uma das duas partes das nadadeiras, os raios. Demonstramos que eles podem reconstruir também a segunda, o endoesqueleto, que fica mais próximo corpo e é semelhante ao de nossos braços e pernas. Ou seja, provamos que eles recriam a nadadeira inteira."
Em seguida, por meio do sequenciamento dos genes ativos (transcriptoma) de uma das espécies, a africana Polypterus senegalus, popularmente conhecida também como bichir-de-cuvier e bichir-cinza e muito usada em pesquisas no mundo todo, mostramos que o programa genético utilizado por salamandras para regenerar suas patas é muito semelhante àquele que peixes usam para fazer o mesmo com suas nadadeiras."
O trabalho dos pesquisadores revelou ainda que salamandras e o peixe Polypterus ativam a expressão de aproximadamente 200 genes em comum para iniciar a regeneração. Vários deles estão relacionados com resposta a inflamações e a estresse. "Vimos também que esses genes não são usados durante a formação dos membros no desenvolvimento embrionário, ou seja, são utilizados apenas durante a recriação deles em animais já nascidos", conta Igor.
De acordo com ele, o estudo abre caminho para a identificação de um programa genético evolutivamente conservado, responsável pela regeneração de membros e nadadeiras em tetrápodes. "Pretendemos no futuro descobrir qual a bateria de genes fundamental para iniciar a recriação dessas estruturas e assim possivelmente induzi-la em mamíferos que, como sabemos, não possuem esta incrível capacidade", diz o pesquisador.
Em outras palavras, se o estopim para a regeneração for de fato genético, provavelmente os genes que desencadeiam esse processo são ativados em peixes e salamandras toda vez que ocorre uma lesão ou perda das nadadeiras e membros, respectivamente. "Se conseguirmos identificar aqueles que agem no início da cascata de ações, poderemos testar se a ativação deles é suficiente para induzir a regeneração em outras espécies, como camundongos, por exemplo", diz Igor.
O grupo também tem interesse em identificar a base genética responsável pela recriação de cauda em salamandras e de nadadeira caudal em peixes pulmonados. "Ao fazer ressurgir essas estruturas, esses animais reconstroem diversos tecidos, incluindo a medula espinhal", explica o cientista. "Como sabemos, seres humanos não possuem capacidade de realizar reparo nela, o que pode causar paralisia ou a morte. É possível que estudos em salamandras e peixes também nos ajudem a descobrir os genes responsáveis pela regeneração da medula espinhal."
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