“Esta pesquisa significativa reuniu três laboratórios que, em três organismos diferentes, compararam seus processos de regeneração”, afirmou o professor assistente de Biologia da Wake Forest, Josh Currie, que investiga o axolotl mexicano. “Nós constatamos que existem programas genéticos universais e unificadores que estão por trás da regeneração em organismos tão diversos como salamandras, zebrafish e camundongos.”

O projeto também contou com a participação do cirurgião plástico David A. Brown, da Duke University, que estuda a regeneração de dígitos em camundongos, e de Kenneth D. Poss, da Universidade de Wisconsin-Madison, cujo foco é na regeneração das nadadeiras nos zebrafish.

Genes Compartilhados de Regeneração Entre Espécies

Mais de 1 milhão de amputações ocorrem anualmente em todo o mundo, devido a doenças vasculares relacionadas ao diabetes, lesões traumáticas, infecções e câncer, conforme as estatísticas do Global Burden of Disease. Os pesquisadores preveem que esse número aumentará com o envelhecimento da população e o aumento da incidência de diabetes.

Por anos, cientistas têm buscado maneiras de ir além das próteses e avançar rumo a tratamentos que possam restaurar movimentos, sensações e funções naturais. Este novo estudo sugere que um grupo de genes conhecido como genes SP pode desempenhar um papel fundamental nesse objetivo.

Os pesquisadores selecionaram axolotls, zebrafish e camundongos porque cada espécie oferece perspectivas únicas sobre o processo de regeneração.

Os axolotls são conhecidos por sua incrível capacidade de regenerar membros inteiros, bem como caudas, tecido da medula espinhal e partes de órgãos, incluindo coração, cérebro, pulmões, fígado e mandíbula.

Os zebrafish são outro modelo poderoso de regeneração, pois podem regenerar repetidamente suas nadadeiras danificadas. Eles também são capazes de reparar o coração, cérebro, medula espinhal, rins, retina e pâncreas.

Os camundongos foram incluídos na pesquisa por serem mamíferos, assim como os humanos. Eles podem regenerar as pontas dos dedos, e os humanos, em algumas situações, conseguem regenerar as pontas dos dedos se a leito da unha permanecer intacto após a lesão, permitindo que pele, carne e osso se regenerem.

Currie mencionou que a equipe descobriu que a epiderme regenerativa, ou tecido cutâneo, nos três organismos ativou dois genes chamados SP6 e SP8. Os pesquisadores, então, começaram a investigar como esses genes contribuem para o processo de regeneração.

O estudante de doutorado em Biologia, Tim Curtis Jr., participou desse trabalho no laboratório de Currie, juntamente com a graduanda Elena Singer-Freeman, uma Bolsista Goldwater e formada em Bioquímica e Biologia Molecular pela Wake Forest em 2025.

Experimentos com CRISPR Revelam Importância na Regeneração de Membros

Os pesquisadores descobriram que o SP8 é particularmente 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 axolotl.

Sem esse gene, os axolotls não conseguiram regenerar adequadamente os ossos dos membros. Problemas semelhantes foram observados em camundongos quando os genes SP6 e SP8 estavam ausentes na regeneração dos dígitos.

Com base nessas descobertas, o laboratório de Brown desenvolveu uma terapia gênica viral baseada em um potencial ativador de regeneração de tecido identificado anteriormente em zebrafish.

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 das habilidades regenerativas perdidas quando os genes SP estavam ausentes.

Os membros humanos não podem se regenerar naturalmente como os membros de salamandra, mas os pesquisadores acreditam que futuros tratamentos poderiam potencialmente imitar alguns dos mecanismos biológicos controlados pelos genes SP.

“Podemos usar isso como uma espécie de prova de princípio que poderemos entregar terapias para substituir esse estilo regenerativo de epiderme na regeneração de tecido em humanos,” explicou Currie.

Perspectivas para a Regeneração de Membros Humanos no Futuro

Os pesquisadores alertam que o trabalho ainda está em estágio inicial e são necessárias muitas mais investigações antes que descobertas realizadas em camundongos se traduzam em terapias para humanos. Apesar disso, Currie descreveu a pesquisa como uma base importante para futuros tratamentos regenerativos.

“Os cientistas estão explorando diversas soluções para a substituição de membros, incluindo suportes bioengenheirados e terapias com células-tronco,” explicou Currie. “A abordagem de terapia gênica neste estudo apresenta um caminho novo que pode complementar e potencialmente aumentar o que certamente será uma solução multidisciplinar para um dia regenerar membros humanos.”

Currie também destacou a importância da colaboração entre cientistas que atuam em diferentes animais e sistemas biológicos.

“Muitas vezes, os cientistas trabalham em seus próprios silos: estamos apenas trabalhando com axolotls, ou apenas com camundongos, ou apenas com peixes,” disse Currie. “Um aspecto marcante desta pesquisa é que trabalhamos entre todos esses diferentes organismos. Isso é realmente poderoso e espero que vejamos mais disso no campo.”