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Descobertas sobre regeneração de membros

Pesquisadores reativam gene dormente e aumentam a capacidade de regeneração de ratos

Emw/wikimedia commons

Por Dina Fine Maron

A regeneração de membros continua sendo coisa de ficção científica para humanos, mas uma descoberta acidental traz uma nova idea sobre o que seria necessário para que pessoas regenerassem membros perdidos como se fossem tritões.

A descoberta ocoreu durante uma pesquisa com um gene que pode voltar o relógio das células humanas. Animais jovens são capazes de se recuperar de danos a tecidos muito melhor que adultos, e podem até regenerar tecidos ainda no útero. Em anos recentes, pesquisadores observaram um gene chamado de Lin28a, que fica ativo no início da vida mas é silenciado na maioria dos tecidos maduros. Ele pode reprogramar células somáticas (não-reprodutivas) humanas, fazendo-as voltar a um estado semelhante ao embrionário. O trabalho levou pesquisadores a encontrar outro possível papel para esse gene, que aumenta o poder de regeneração de ratos quando ativado.

No curso de sua pesquisa com câncer, George Daley do Children’s Hospital Boston e da Escola Médica de Harvard, tentava fazer furos nas orelhas de ratos geneticamente modificados para que fosse possível diferenciá-los quando, de maneira surpreendente, as feridas se curaram. Então ele tentou uma técnica de identificação diferente – remover as pontas de seus dedos – mas os dedos se regeneraram.

Daley e seus colegas também depilaram as costas dos ratos e ficaram chocados ao descobrir que a pelagem voltou rapidamente. Esses ratos de laboratório tinham sido modificados geneticamente para que o gene Lin28a permanecesse ativo em vez de ser desligado após o nascimento, aparentemente dando aos ratos habilidades de super regeneração. “Nós sabíamos que o Lin28a poderia reprogramar as células de volta a um estado semelhante ao de células-tronco embrionárias, mas fizemos essa descoberta totalmente por acidente”, declara Daley, que publicou os resultados de sua equipe no volume de 7 de novembro da Cell. A equipe descobriu que podia replicar as habilidades de cura dos ratos geneticamente modificados ao administrar medicamentos aos ratos não-modificados, que ajudam a ativar certos processos metabólicos – a mesma rota que o Lin28a estimula – acelerando e energizando células como se elas fossem muito mais jovens.

As descobertas revelam que pelo menos parte da razão de muitos animais não serem capazes de regenerar membros perdidos está no metabolismo. Quando o Lin28a se ativa e expressa uma proteína no corpo, ele aumenta o metabolismo, aparentemente convencendo o corpo a pensar que é muito mais jovem, e disparando uma complexa cascata de reações químicas que geram energia. A pesquisa mostra como os mesmos mecanismos que normalmente fornecem energia também podem conduzir processos mais exóticos, como a regeneração de ferimentos. 

Mas o poder do Lin28a parece ter limite. Quando os ratos não eram mais bebês – com cinco semanas de idade – os cientistas não conseguiam regenerar seus membros, mesmo se o gene fosse estimulado. E ratos com o Lin28a ativado nunca foram capazes de reparar danos ao coração, sugerindo que a proteína não é igualmente eficaz em todas as partes do corpo. Um fator que pode limitar a regeneração é o tamanho dos órgãos envolvidos, observa Yui Suzuki, bióloga do desenvolvimento do Wellesley College, que não se envolveu no trabalho. Talvez os ratos possam regenerar órgãos pequenos, como dedos imaturos, mas não os grandes, como dedos inteiros ou o coração, mas ainda não há nada certo.

Há muito tempo cientistas buscam a regeneração de membros humanos, mas descobrir como iniciar os processos biológicos necessários ou identificar a rota necessária para que humanos regenerem partes do corpo como fazem salamandras ou estrelas-do-mar ainda é uma ilusão.

Na verdade, humanos têm algumas capacidades regenerativas – regenerar pontas de dedos se restar uma porção considerável da unha, por exemplo. Esse processo depende da presença de células-tronco escondidas no epitélio abaixo da unha, um luxo não disponível em todo o corpo. A nova pesquisa, porém, poderia abrir uma maneira de expandir nossa cartilha regenerativa ao manipular a atividade de genes como o Lin28a ou copiar seus efeitos.

O processo de regeneração em ratos com o Lin28a ativo é maravilhosamente intrincado. Um dos alvos moleculares do gene, por exemplo, é um microRNA (uma pequena molécula de RNA não-codificadora) chamado de let7, que por sua vez regula centenas de outros genes, de modo que os efeitos do Lin28a podem iniciar um complexo arranjo de interações reguladoras. Inicialmente a equipe supôs que grande parte da capacidade de regeneração de feridas surgia quando o Lin28a desativava esse alvo, o let7. Empregando um truque genético, porém, eles usaram antibióticos para bloquear o let7 e descobriram que simplesmente obstruir o microRNA não era suficiente – apontando o Lind28a como agente regenerador. Os próximos passos de Daley se concentrarão em reativar a rota do Lin28a para estimular a regeneração de ferimentos em órgãos internos.

O Lin28a já foi ligado ao momento da puberdade em ratos e a uma predisposição ao diabetes. Ele também é um dos melhores reguladores do metabolismo e divisão celular em organismos tão diferentes quanto minhocas e humanos. “Esse é um gene que carrega um interesse imenso, e isso é uma prova de seu papel central em muitas áreas da biologia”, comenta daley. Mas estimular capacidades regenerativas em humanos com esse gene ainda está muito longe – não existem medicamentos conhecidos que ativem o Lin28a de maneira eficaz em humanos. “Essa é uma pesquisa empolgante e iluminadora sobre o princípio da regeneração”, comemora Daley. “Espero que ela estimule outras pesquisas que tenham implicações clínicas”.