Como as salamandras regeneram membros perdidos?

A blindagem militar atual dos EUA tem projeto muito superior ao do passado para proteger seus soldados no campo de batalha e impedir que sejam mortos. Embora isso tenha reduzido drasticamente o número de baixas nas guerras do Iraque e Afeganistão, milhares de soldados estão retornando da guerra com sérias queimaduras, membros amputados e outros ferimentos debilitadores.

Para melhorar as opções de tratamento dos veteranos, o Pentágono anunciou recentemente um plano para dedicar US$ 250 milhões à pesquisa de regeneração de pele, orelhas e músculos para soldados feridos. Parte das verbas virá do Instituto de Medicina Regenerativa das Forças Armadas, que se concentrará na regeneração de membros humanos, entre outras coisas.





A regeneração de membros não quer dizer cultivar braços e pernas em tubos de ensaio. Em lugar disso, significaria que a pessoa mesma regeneraria seus membros. Indícios científicos sugerem que os seres humanos têm potencial genético de regeneração de membros, mas os genes que executariam essas funções estão adormecidos em nossos organismos.

Os embriões humanos, por exemplo, podem recriar seus protomembros dentro do ventre. E um homem de Cincinnati, Ohio, regenerou uma ponta de dedo que ele havia decepado acidentalmente em 2005. Mas quando um membro completo é perdido, o corpo reage cobrindo a ferida com espesso tecido de cicatrização, como forma de prevenir infecções.



Para descobrir de que maneira poderíamos redespertar o potencial genético de regeneração, os pesquisadores decidiram começar devagar - com ratos de laboratório. Mas não estão tendo de começar completamente do zero para determinar de que maneira um organismo poderia regenerar alguma coisa. Estão usando a salamandra como modelo.



As salamandras são parte da família dos anfíbios, cujos membros são pecilotermos (ou seja, têm sangue frio) e apresentam uma cobertura adicional de pele na forma de penas ou pelos. As diferentes espécies de salamandras são ou terrestres ou aquáticas, e representam os únicos anfíbios dotados de caudas. Caso percam suas preciosas caudas, as salamandras são capazes de regenerá-las.

Elas constituem a mais alta ordem de animais capazes de regenerar partes do corpo, incluindo caudas, mandíbulas superiores e inferiores, olhos e corações.



Como uma criatura relativamente simples como essa executa um truque de magia anatômica que parece coisa de ficção científica?








Caso uma salamandra entre em uma briga, pode entregar a cauda ao inimigo como mecanismo de defesa. Afinal, em prazo de poucas semanas, o animal é capaz de desenvolver uma cauda nova. Trata-se de um processo bastante complexo, mas em resumo a regeneração envolve alterar as células no local do ferimento e lhes atribuir nova especialização.

Nas primeiras horas depois que uma parte de seu corpo é arrancada, as células epidérmicas da salamandra na área migram para cobrir a carne exposta. Essa camada de células gradualmente endurece, nos dias seguintes, formando uma camada epitelial apical.

Células chamadas de fibroblastos presentes nos tecidos das salamandras também se congregam por sob a cobertura epidérmica. Os fibroblastos não são diferenciados, o que significa que estão livres para se tornar múltiplos tipos de células, dependendo de que parte do corpo precise de substituição.

Depois da fase inicial, a massa de fibroblastos se desenvolve como blastema; o blastema com o tempo se tornará a parte regenerada do corpo. Os pesquisadores descobriram recentemente que a expressão da proteína chamada nAG deflagra o crescimento dos blastemas.

O blastema é como que uma massa de células-tronco humanas, no sentido de que tem o potencial de crescer na forma de diversos membros, órgãos e tecidos. Mas como o corpo da salamandra sabe o que precisa ser substituído? O código genético do blastema contém uma memória posicional sobre a localização e o tipo da parte perdida. O dado fica abrigado nos genes Hox das células de fibroblastos.



Enquanto isso acontece, capilares e vasos sanguíneos se regeneram no blastema. À medida que os blastemas se dividem e multiplicam,a massa resultante se torna um broto de células não diferenciadas. A fim de fazer dele um membro, cauda ou outra parte de corpo funcional, é preciso que receba estímulos nervosos.

No entanto, quando as salamandras perdem as caudas, perdem não só carne mas também nervos. Isso significa que a regeneração dos axônios nervosos está acontecendo no local do ferimento, ao mesmo tempo em que a regeneração de tecidos, ossos e músculos.



De lá, as células se diferenciam e criam a parte do corpo apropriada. Como parte daquela memória posicional das células de fibroblastos, o blastema sabe como crescer na sequência certa a fim de evitar regeneração defeituosa. Por exemplo, se uma salamandra perder um pé na altura do tornozelo, o blastema se desenvolve em forma de pé, e não de perna inteira.


Com a salamandra como modelo, os cientistas esperam um dia produzir blastemas de células humanas. Até então, nossos amigos anfíbios continuarão a ser os reis da regeneração na natureza.



HowStuffWorks