Como as salamandras podem regenerar partes do corpo?

Pesquisadores estão tomando dicas da salamandra de sangue frio para descobrir como os humanos podem ser capazes de regenerar membros. Veja mais fotos de anfíbios.
A armadura militar americana está melhor projetada do que nunca para proteger os soldados no campo de batalha de serem mortos. Embora isso tenha reduzido drasticamente o número de baixas de soldados dos EUA nas guerras no Iraque e no Afeganistão, milhares de soldados estão retornando aos Estados Unidos com queimaduras graves, membros perdidos e outros ferimentos debilitantes. Para melhorar as opções de tratamento para os veteranos, o Pentágono anunciou recentemente seu plano de dedicar US$ 250 milhões à pesquisa sobre a regeneração da pele humana, orelhas e músculos de soldados feridos [fonte:Reuters]. Parte desse financiamento também estabelecerá o Instituto de Medicina Regenerativa das Forças Armadas, que se concentrará na regeneração de membros humanos, entre outras coisas.

A regeneração dos membros não significa o crescimento de braços e pernas em tubos de ensaio; em vez disso, significa que uma pessoa realmente regeneraria um membro. Evidências científicas indicam que os humanos têm o potencial de regeneração de membros em nossos genes, mas esses genes estão adormecidos em nossos corpos [fonte:Kotulak]. Embriões humanos, por exemplo, podem regenerar brotos de membros no útero [fonte:Muneoka, Han e Gardiner]. E um homem em Cincinnati, Ohio, regenerou a ponta de um dedo depois de cortá-lo acidentalmente em 2005. Mas quando você perde um membro inteiro, o corpo reage cobrindo o local da ferida com tecido cicatricial espesso para evitar infecções.

Para descobrir como podemos reacender esse potencial genético para a regeneração de membros, os pesquisadores estão começando pequenos - com camundongos. Mas eles não precisam trabalhar inteiramente do zero para rastrear como um organismo pode regenerar algo. Eles estão olhando para a salamandra como seu modelo.

As salamandras fazem parte da família dos anfíbios, cujos membros são de sangue frio e têm uma cobertura adicional de penas ou peles. Diferentes espécies de salamandras são terrestres ou aquáticas e são os únicos anfíbios com caudas. Caso percam essa cauda preciosa, as salamandras podem cultivá-la novamente. Eles são a mais alta ordem de animais capazes de regenerar partes do corpo, incluindo caudas, mandíbulas superiores e inferiores, olhos e corações.

Como essa criatura relativamente simples realiza um truque de mágica anatômica no estilo de ficção científica?

Regeneração de membros de salamandra

Salamandras regeneram partes do corpo a partir de fibroblastos.
Se uma salamandra entrar em uma briga, ela pode entregar sua cauda ao inimigo como mecanismo de defesa. Afinal, em poucas semanas, pode crescer um novo. Este é um processo bastante complexo, mas em poucas palavras, a regeneração envolve embaralhar as células no local da ferida e atribuir-lhes uma nova especialização.

Dentro das primeiras horas após ter uma parte do corpo arremessada, as células epidérmicas da salamandra na área migram para cobrir a carne aberta. Essa camada de células engrossa gradualmente nos dias seguintes, formando a capa epitelial apical [fonte:Muneoka, Han e Gardiner]. As células dentro dos tecidos da salamandra chamadas fibroblastos também se reúnem sob essa cobertura epidérmica. Os fibroblastos são indiferenciados, o que significa que estão livres para se tornarem vários tipos de células, dependendo de qual parte do corpo precisa ser substituída.

Após essa fase inicial, o blastema se desenvolve a partir da massa de fibroblastos; o blastema acabará se tornando a parte do corpo de substituição. Pesquisadores descobriram recentemente que a expressão de uma proteína chamada nAG inicia o crescimento do blastema [fonte:Kumar et al]. O blastema é como uma massa de células-tronco humanas, pois tem o potencial de crescer em vários membros, órgãos e tecidos. Mas como o corpo da salamandra sabe o que precisa ser substituído? A codificação genética no blastema contém uma memória posicional sobre a localização e o tipo de parte do corpo ausente. Esses dados são armazenados nos genes Hox nas células dos fibroblastos [fonte:Muneoka, Han e Gardiner].

Enquanto isso está acontecendo, capilares e vasos sanguíneos estão se regenerando no blastema. À medida que as células do blastema se dividem e se multiplicam, a massa resultante torna-se um broto de células indiferenciadas. Para que esse monte se torne um membro completo, cauda ou outra parte do corpo, ele deve receber estimulação dos nervos [fonte:Kumar et al]. No entanto, quando as salamandras abaixam a cauda, ​​elas perdem não apenas carne, mas também nervos. Isso significa que a regeneração do axônio do nervo está acontecendo no local da ferida em conjunto com a regeneração do tecido, osso e músculo.

A partir daí, as células se diferenciam e criam a parte do corpo apropriada. Como parte dessa memória posicional nas células fibroblásticas, o blastema sabe crescer na sequência adequada para evitar a regeneração defeituosa. Por exemplo, se uma salamandra perder um pé no tornozelo, o blastema se desenvolverá para fora para formar um pé em vez de uma perna inteira.

Com a salamandra como modelo, os cientistas esperam algum dia projetar blastemas de células humanas. Até então, nossos amigos anfíbios ainda são os regeneradores reinantes do reino animal.

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