Sciam


Clique e assine Sciam
Notícias

Novos dados sobre regeneração de tecidos

Um único gene faz planárias regenerarem seus corpos inteiros a partir de suas caudas

Eduard Solà/Wikimedia Commons
Como fazer uma cabeça crescer de novo

 

Por Josh Howgeg e Revista Nature

 

Desligar um único gene pode ativar a capacidade que uma planária tem de regenerar partes de seu corpo, permitindo que ela recupere até mesmo sua cabeça. O fato de que uma manipulação tão simples pode restaurar a capacidade de regeneração dá novas ideias sobre como as células-tronco envolvidas nesse processo são recrutadas em animais.

 

Alguns animais, como certas espécies de salamandras, podem regenerar partes corporais inteiras, e ratos podem regenerar dedos se restar unha suficiente (veja http://goo.gl/OyXEF2).

Mas outras espécies, incluindo humanos, produzem apenas tecido cicatrizado após uma amputação. Um trio de estudantes publicado no website da Nature em 24 de julho oferece novas pistas sobre o que está por trás dessas diferenças. 

Todos os três estudos observaram os genes Wnt, que codificam uma série de enzimas envolvidas na transmissão de informações do exterior da célula para o núcleo, produzem proteínas chamadas de β-cateninas, que regulam a expressão gênica.

Os genes Wnt ocorrem em todos os animais, mas os estudos só observaram a atividade deles em planárias. Algumas planárias podem se regenerar completamente a partir de pequenas partes corporais, como suas caudas, enquanto outras espécies têm capacidades regenerativas mais limitadas. 

Cura-te, planária

Cientistas já sabiam que os genes Wnt eram expressados em um gradiente ao longo do corpo das planárias – começando na cauda e indo até a cabeça – e suspeitavam que os genes estavam envolvidos no comando de células-tronco durante a regeneração. Nos estudos mais recentes, pesquisadores queriam descobrir se a falta de expressão do gene Wnt era responsável pelas capacidades regenerativas reduzidas de espécies específicas de planária.

Quando essas espécies são cortadas em um ponto além da metade do corpo, elas conseguem regenerar uma cauda a partir da metade que ficou com a cabeça, mas a seção da cauda não consegue formar uma cabeça nova. No entanto, se o ferimento ficar mais próximo da cabeça – a não mais de um terço da distância até ela –as duas partes se regeneram completamente.  

Para explicar a disparidade, Jochen Rink, biólogo molecular do Instituto Max Planck de Genética e Biologia Molecular Celular em Dresden, na Alemanha, cortou uma planária chamada de Dendrocoelum lacteum em diferentes regiões ao longo de seu corpo.

Em seguida, ele e sua equipe sequenciaram o RNA de vários dos ferimentos. Os pesquisadores descobriram que, em ferimentos que de fato faziam a cabeça crescer novamente, havia aumento de expressão de genes que codificam uma série de enzimas da rota Wnt. Mas nas partes que não podiam crescer novamente, os genes Wnt “estavam silenciosos”, conta Rink.

No segundo estudo os biólogos do desenvolvimento, Phillip Newmark da University of Illinois em Urbana-Champaign e James Sikes (atualmente na University of San Francisco, na Califórnia), encontraram funções semelhantes para os genes Wnt em uma espécie diferente de planária, chamada de Procotyla fluviatilis.

Mas, talvez de maneira mais surpreendente, as duas equipes descobriram que se suprimissem um gene que regulava a função Wnt em suas planárias, elas conseguiam fazer partes do tecido não-regenerativo produzir cabeças totalmente funcionais.

 “Essa é uma propaganda fantástica para nosso campo de estudo”, declara Aziz Aboobaker, biólogo que estuda planárias na University of Oxford, no Reino Unido, mas que não participou de nenhum dos estudos. “Temos um cenário em que esses animais não conseguem regenerar seu cérebro e então, desativando apenas um gene, é possível resgatar isso”.

É coisa da sua cabeça

No terceiro estudo Yoshihiko Umesono, atualmente na Universidade de Tokushima, no Japão, e seus colegas descobriram que na planária Phagocata kawakatsui, outra cascata de sinalização – a rota da quinase regulada por sinal extracelular (ERK) – tinha uma função na regeneração de que não se suspeitava anteriormente.

Em um email para a Nature, Umesono sugere que os efeitos de proteínas ERK e Wnt se anulam. Se a rota Wnt é dominante, então ela sinaliza o crescimento da cauda, mas se o ERK suprime sua influência, então cabeças podem se formar.

Como proteínas Wnt e ERK estão presentes em todos os animais, Rink sugere que a capacidade regenerativa poderia existir em muitas espécies, mas que pode estar em um estado latente porque está silenciada. Uma vez que o silenciamento é removido, ele acredita que a regeneração pode aparecer novamente.

“Claro que isso é uma possibilidade”, comenta Aboobaker. Mas ele acredita que as implicações vão além de planárias regenerando cabeças.

“O que está acontecendo aqui é que as células estão lendo sua posição no corpo e reconstruindo as estruturas necessárias”, aponta Aboobaker. “Isso também acontece quando as células de seu fígado ou rim se regeneram – se pudermos entender esse processo melhor, ele será útil”.

Este artigo foi reproduzido com permissão da revista Nature. O artigo foi publicado pela primeira vez em 24 de julho de 2013.

sciam26jul2013