Cientistas descobriram o gene do “Santo Graal” que um dia poderia ajudar os humanos a regenerar membros
Cientistas que estudam axolotes, peixes-zebra e ratos descobriram um conjunto compartilhado de genes que algum dia poderá ajudar os pesquisadores a desenvolver terapias para o crescimento de membros humanos. As descobertas, publicadas no Anais da Academia Nacional de Ciênciasapontam para uma possível nova direção para a medicina regenerativa e a terapia genética.
“Esta pesquisa significativa reuniu três laboratórios, trabalhando em três organismos para comparar a regeneração”, disse o professor assistente de biologia da Wake Forest, Josh Currie, cujo laboratório estuda a salamandra axolote mexicana. “Isso nos mostrou que existem programas genéticos universais e unificadores que estão impulsionando a regeneração em tipos muito diferentes de organismos, salamandras, peixes-zebra e ratos”.
O projeto também incluiu o cirurgião plástico da Duke University, David A. Brown, que estuda a regeneração de dedos em ratos, e Kenneth D. Poss, da Universidade de Wisconsin-Madison, cuja pesquisa se concentra na regeneração de barbatanas em peixes-zebra.
Genes de regeneração compartilhados entre espécies
Em todo o mundo, ocorrem mais de 1 milhão de amputações todos os anos devido a doenças vasculares relacionadas com a diabetes, lesões traumáticas, infecções e cancro, de acordo com as estatísticas da Carga Global de Doenças. Os pesquisadores esperam que esse número aumente à medida que a população envelhece e o diabetes se torna mais comum.
Durante anos, os cientistas procuraram maneiras de ir além dos membros protéticos e em direção a tratamentos capazes de restaurar o movimento, a sensação e a função naturais. Este novo estudo sugere que um grupo de genes conhecidos como genes SP pode desempenhar um papel central nesse esforço.
Os pesquisadores selecionaram axolotes, peixes-zebra e ratos porque cada espécie oferece insights únicos sobre a regeneração.
Os axolotes são famosos por sua extraordinária capacidade de regenerar membros inteiros, juntamente com caudas, tecido da medula espinhal e partes de órgãos, incluindo coração, cérebro, pulmões, fígado e mandíbula.
Os peixes-zebra são outro modelo de regeneração poderoso porque podem regenerar repetidamente as barbatanas da cauda danificadas. Eles também são capazes de reparar o coração, o cérebro, a medula espinhal, os rins, as retinas e o pâncreas.
Os ratos foram incluídos porque, como os humanos, são mamíferos. Os ratos podem regenerar as pontas dos dedos, e os humanos às vezes podem regenerar as pontas dos dedos se o leito ungueal permanecer intacto após a lesão, permitindo a regeneração da pele, da carne e dos ossos.
Currie disse que a equipe descobriu que a epiderme em regeneração, ou tecido da pele, em todas as três espécies ativou dois genes chamados SP6 e SP8. Os pesquisadores começaram então a investigar exatamente como esses genes contribuem para a regeneração.
Biologia Ph.D. o aluno Tim Curtis Jr. participou do trabalho no laboratório de Currie, junto com a estudante de graduação Elena Singer-Freeman, Goldwater Scholar e graduada em 2025 Wake Forest em bioquímica e biologia molecular.
Experimentos CRISPR revelam papel importante no crescimento de membros
Os pesquisadores descobriram que o SP8 é especialmente importante para a regeneração de membros em salamandras. Usando a tecnologia de edição genética CRISPR, a equipe de Currie removeu o SP8 do genoma do axolote.
Sem o gene, os axolotes foram incapazes de regenerar adequadamente os ossos dos membros. Os cientistas observaram problemas semelhantes em ratos quando faltavam SP6 e SP8 na regeneração dos dedos.
Usando essas descobertas, o laboratório de Brown desenvolveu uma terapia genética viral baseada em um intensificador de regeneração de tecidos previamente identificado no peixe-zebra.
A terapia liberou uma molécula sinalizadora chamada FGF8, que normalmente é ativada pelo SP8. Em ratos, o tratamento encorajou o crescimento ósseo nos dedos danificados e restaurou parcialmente algumas capacidades regenerativas perdidas quando os genes SP estavam ausentes.
Os membros humanos não podem regenerar-se naturalmente da mesma forma que os membros da salamandra, mas os investigadores acreditam que as terapias futuras poderão potencialmente imitar alguns dos mecanismos biológicos controlados pelos genes SP.
“Podemos usar isto como uma espécie de prova de princípio de que podemos ser capazes de fornecer terapias para substituir este estilo regenerativo de epiderme no crescimento de tecidos em humanos”, explicou Currie.
Construindo em direção à futura regeneração dos membros humanos
Os investigadores alertam que o trabalho ainda está numa fase inicial e que serão necessários muito mais estudos antes que as descobertas em ratos possam traduzir-se em terapias para humanos. Mesmo assim, Currie descreveu a pesquisa como uma base importante para futuros tratamentos regenerativos.
“Os cientistas estão buscando muitas soluções para substituir membros, incluindo estruturas de bioengenharia e terapias com células-tronco”, explicou Currie. “A abordagem da terapia genética neste estudo é um novo caminho que pode complementar e potencialmente aumentar o que certamente será uma solução multidisciplinar para um dia regenerar membros humanos”.
Currie também enfatizou a importância da colaboração entre cientistas que trabalham em animais e sistemas biológicos muito diferentes.
“Muitas vezes, os cientistas trabalham em seus silos: estamos apenas trabalhando em axolotes, ou apenas em ratos, ou apenas em peixes”, disse Currie. “Uma característica realmente marcante desta pesquisa é que trabalhamos com todos esses organismos diferentes. Isso é realmente poderoso e é algo que espero que vejamos mais em campo.”
Source link
