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Numa colaboração com a Universidade de Kyushu, uma equipa de cientistas da Universidade de Harvard afirma que a sua nova investigação sobre a capacidade de regenerar membros perdidos “prepara o terreno” para uma regeneração adequada dos membros.
É claro que alguns animais, incluindo anfíbios, podem regenerar um braço ou perna perdidos, mas a equipa por detrás desta última investigação espera trazer essa capacidade aos humanos que esperam recuperar membros perdidos.
Os pesquisadores também afirmam que esse processo poderia facilitar o crescimento de membros em animais que os perderam durante a evolução, como as cobras.
Pesquisas anteriores sugeriram a capacidade de regenerar membros perdidos
Aproximadamente 60 milhões de pessoas em todo o mundo vivem com a perda de um ou mais membros. Embora algumas perdas de membros sejam causadas por acidentes de carro, acidentes industriais ou mesmo desastres naturais, muitas também são resultado de doenças ou enfermidades, incluindo câncer. Muitos cientistas tentaram resolver o problema, mas até agora nenhum conseguiu.
Nas últimas décadas, a promessa das células estaminais revigorou a investigação sobre o recrescimento de membros, levando a alguns sucessos em ensaios em animais. Por exemplo, em 2022, O interrogatório revelou como pesquisadores da Universidade Tufts e do Instituto Wyss da Universidade de Harvard relataram um avanço significativo quando conseguiram regenerar com sucesso as pernas amputadas de uma rã africana com garras.
Embora não seja uma réplica perfeita das pernas perdidas, os pesquisadores desse estudo disseram que sua combinação de produtos químicos permitiu que o sapo desenvolvesse novos membros que “tinham estrutura óssea estendida com características semelhantes à estrutura óssea de um membro natural, um complemento mais rico de tecidos internos ( incluindo neurônios), e vários “dedos” cresceram a partir da extremidade do membro, embora sem o apoio do osso subjacente.”
“É emocionante ver que os medicamentos que selecionamos ajudaram a criar um membro quase completo”, disse Nirosha Murugan, pesquisadora afiliada da Tufts. “O facto de ter sido necessária apenas uma breve exposição aos medicamentos para desencadear um processo de regeneração que durou meses sugere que as rãs e talvez outros animais possam ter capacidades regenerativas adormecidas que podem ser desencadeadas em acção.”
Agora, o Dr. dia regenerar membros perdidos.
Reprogramando células-chave para funcionarem como regeneradores de membros
Um caminho para potencialmente regenerar membros perdidos envolve explorar as incríveis habilidades das células-tronco embrionárias, enquanto outro envolve a reprogramação de células adultas em células-tronco pluripotentes com funcionamento semelhante. Infelizmente, a recuperação de células de embriões está repleta de preocupações éticas, e o uso de células-tronco fabricadas pode muitas vezes resultar em células cancerígenas.
Em vez disso, a equipe de Atsuta se concentrou no papel das células progenitoras dos membros que ocorrem naturalmente e que residem na ponta dos botões dos membros quando os animais estão na fase embrionária. Especificamente, eles esperavam reprogramar células de fibroblastos padrão para imitar as habilidades da célula progenitora de fazer crescer o membro e todos os seus componentes necessários.
“Durante o desenvolvimento dos membros no embrião, as células progenitoras dos membros no broto dos membros dão origem à maioria dos diferentes tecidos dos membros, como ossos, músculos, cartilagens e tendões”, Atsuta explicado. “Portanto, é importante estabelecer uma maneira fácil e acessível de fabricar essas células”,
Em seu pesquisa publicadaque aparece na revista Célula de Desenvolvimento, a equipe detalha como identificaram pela primeira vez um grupo de 18 genes que são “mais altamente expressos” nos primeiros botões dos membros em comparação com outros tecidos. Em seguida, eles cultivaram um grupo de células fibroblásticas de embriões de camundongos. Em seguida, eles os expuseram a esses 18 genes, também chamados de “fatores de transcrição”, por meio de um vetor viral que inseriu a informação genética dos fatores de transcrição nas células fibroblásticas.
Como esperado, os fibroblastos alterados “adquiriram propriedades e mostraram expressão genética semelhante” às células progenitoras dos membros que ocorrem naturalmente. A equipe então refinou o processo, que resultou em apenas quatro fatores de transcrição necessários para converter os fibroblastos para se assemelharem às células progenitoras dos membros.
“Essas células reprogramadas não são apenas imitadores moleculares; confirmamos seu potencial para se desenvolver em tecidos especializados de membros, tanto em placas de laboratório (in vitro) quanto em organismos vivos (in vivo)”, diz Atsuta. “Os testes in vivo foram particularmente desafiadores, pois tivemos que transplantar as células reprogramadas do camundongo para os brotos dos membros dos embriões de galinha.”
Aplicando o Processo às Células Humanas
Embora as novas células não tenham sido realmente carregadas para regenerar membros perdidos, os pesquisadores dizem que a conversão bem-sucedida de fibroblastos em células que imitam células progenitoras de membros é um passo significativo em direção a esse objetivo. A equipe diz que está atualmente tentando aplicar seu processo a células humanas “para futuras aplicações terapêuticas”.
Enquanto isso, a equipe busca substituir o lentivírus usado para injetar a informação genética nos fibroblastos, pois esse método aumenta as chances de a célula se tornar cancerosa. Os pesquisadores também dizem que estão planejando estudar como seu processo pode funcionar em animais que perderam seus membros devido à evolução.
“Curiosamente, as células progenitoras dos membros reprogramadas geraram organoides semelhantes a botões de membros, então parece possível gerar tecidos de membros em espécies que não os possuem mais”, disse Atsuta. “O estudo de cobras sem membros pode revelar novos caminhos e conhecimentos na biologia do desenvolvimento.”
Christopher Plain é romancista de ficção científica e fantasia e redator-chefe de ciências do The Debrief. Siga e conecte-se com ele no X, conheça seus livros em plainfiction.comou envie um e-mail diretamente para ele em christopher@thedebrief.org.
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