Cientistas que estudam axolotes, peixes-zebra e camundongos descobriram um conjunto compartilhado de genes que pode, algum dia, ajudar pesquisadores a desenvolver terapias para o regrow de membros humanos. As descobertas, publicadas nas Atas da Academia Nacional de Ciências, apontam para uma nova direção potencial para a medicina regenerativa e a terapia gênica.
“Essa pesquisa significativa uniu três laboratórios, trabalhando em três organismos para comparar a regeneração”, disse o professor assistente de biologia da Wake Forest, Josh Currie, cujo laboratório estuda o axolote mexicano. “Isso nos mostrou que existem programas genéticos universais e unificadores que impulsionam a regeneração em tipos muito diferentes de organismos, como salamandras, peixes-zebra e camundongos.”
O projeto também incluiu o cirurgião plástico da Duke University, David A. Brown, que estuda a regeneração de dígitos em camundongos, e Kenneth D. Poss, da Universidade de Wisconsin-Madison, cuja pesquisa se concentra na regeneração de nadadeiras em peixes-zebra.
Genes de Regeneração Compartilhados Entre Espécies
Em todo o mundo, mais de 1 milhão de amputações ocorrem a cada ano devido a doenças vasculares relacionadas ao diabetes, lesões traumáticas, infecções e câncer, de acordo com as estatísticas do Global Burden of Disease. Os pesquisadores esperam que esse número aumente à medida que as populações envelhecem e o diabetes se torna mais comum.
Por anos, cientistas têm procurado maneiras de ir além dos membros protéticos e em direção a tratamentos capazes de restaurar movimento, sensibilidade e função naturais. Este novo estudo sugere que um grupo de genes conhecidos como genes SP pode desempenhar um papel central nesse esforço.
Os pesquisadores escolheram axolotes, peixes-zebra e camundongos porque cada espécie oferece perspectivas únicas sobre a regeneração.
Axolotes são famosos por sua extraordinária capacidade de regenerar membros inteiros, além de caudas, tecidos da medula espinhal e partes de órgãos, incluindo coração, cérebro, pulmões, fígado e mandíbula.
Os peixes-zebra são outro poderoso modelo de regeneração porque podem regenerar repetidamente nadadeiras danificadas. Eles também são capazes de reparar coração, cérebro, medula espinhal, rins, retinas e pâncreas.
Os camundongos foram incluídos porque, assim como os humanos, são mamíferos. Os camundongos podem regenerar as pontas de seus dígitos, e os humanos podem às vezes regenerar as pontas dos dedos se o leito ungueal permanecer intacto após uma lesão, permitindo que pele, carne e osso se regenerem.
Currie disse que a equipe descobriu que o epitélio regenerador, ou tecido da pele, nas três espécies ativou dois genes chamados SP6 e SP8. Os pesquisadores então começaram a investigar exatamente como esses genes contribuem para a regeneração.
O estudante de doutorado em biologia, Tim Curtis Jr., participou do trabalho no laboratório de Currie, junto com a estudante de graduação Elena Singer-Freeman, uma bolsista Goldwater e graduanda em bioquímica e biologia molecular pela Wake Forest em 2025.
Experimentos com CRISPR Revelam Papel Fundamental na Regeneração de Membros
Os pesquisadores descobriram que o SP8 é especialmente importante para a regeneração de membros em salamandras. Usando a tecnologia de edição gênica CRISPR, a equipe de Currie removeu o SP8 do genoma do axolote.
Sem o gene, os axolotes não conseguiram regenerar adequadamente os ossos dos membros. Cientistas observaram problemas semelhantes em camundongos quando os genes SP6 e SP8 estavam ausentes nos dígitos em regeneração.
Com base nessas descobertas, o laboratório de Brown projetou uma terapia gênica viral com base em um potenciador de regeneração de tecido previamente identificado em peixes-zebra.
A terapia entregou uma molécula sinalizadora chamada FGF8, que normalmente é ativada pelo SP8. Em camundongos, o tratamento estimulou o crescimento ósseo em dígitos danificados e restaurou parcialmente algumas habilidades regenerativas perdidas quando os genes SP estavam ausentes.
Os membros humanos não podem se regenerar naturalmente da mesma forma que os membros de salamandra, mas os pesquisadores acreditam que terapias futuras poderiam potencialmente imitar alguns dos mecanismos biológicos controlados pelos genes SP.
“Podemos usar isso como uma espécie de prova de princípio de que poderíamos ser capazes de entregar terapias para substituir esse estilo regenerativo de epitélio na regeneração de tecido em humanos”, explicou Currie.
Rumo à Regeneração de Membros Humanos no Futuro
Os pesquisadores alertam que o trabalho ainda está em uma fase inicial, e muitos mais estudos serão necessários antes que as descobertas em camundongos possam se traduzir em terapias para humanos. Mesmo assim, Currie descreveu a pesquisa como uma base importante para futuros tratamentos regenerativos.
“Cientistas estão buscando muitas soluções para substituir membros, incluindo andares bioengenheirados e terapias com células-tronco”, explicou Currie. “A abordagem de terapia gênica neste estudo é uma nova via 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 com animais e sistemas biológicos muito diferentes.
“Muitas vezes, os cientistas trabalham em seus silos: estamos apenas trabalhando com axolotes, ou apenas trabalhando com camundongos, ou apenas trabalhando com peixes”, disse Currie. “Uma característica realmente destacada desta pesquisa é que trabalhamos entre todos esses diferentes organismos. Isso é realmente poderoso, e é algo que espero ver mais no campo.”
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