Um animal minúsculo, dotado de uma capacidade fora do comum, pode ajudar-nos a perceber como regenerar partes do corpo perdidas ou danificadas.
Na maioria dos animais, uma decapitação é fatal - mas não para a planária. Se lhe cortarmos a cabeça, ela volta a formar-se. E a própria cabeça, separada do corpo, também consegue reconstruir um corpo inteiro em poucos dias. Na prática, quase qualquer fragmento deste verme tem potencial para regenerar um organismo completo.
Este poder impressionante assenta, em grande medida, nas células estaminais. E novas investigações sobre a biologia das planárias mostram que ainda há muito a aprender sobre a forma como estas células indiferenciadas e auto-renováveis conseguem reorganizar-se para reconstruir tecidos e estruturas.
Schmidtea mediterranea: a planária e as suas células estaminais pluripotentes
A Schmidtea mediterranea, uma planária de água doce, possui células estaminais pluripotentes adultas distribuídas por praticamente todo o seu corpo achatado e alongado. Estas células conseguem dar origem a quase qualquer outro tipo celular, e as planárias são particularmente eficazes a acumulá-las em grande quantidade.
Nos seres humanos, as células estaminais representam menos de 1% do corpo. Já numa planária, cerca de 15% do organismo é composto por células estaminais. Quando a planária sofre uma lesão, esta reserva multiplica-se rapidamente e, além disso, pode deslocar-se até ao local onde é necessária.
Nichos de células estaminais: regra geral nos animais, exceção nas planárias
Na maioria dos outros animais, as células estaminais ficam concentradas em zonas específicas do corpo, chamadas nichos, onde as células vizinhas influenciam fortemente o que elas “devem” vir a ser.
«Por exemplo, as células estaminais hematopoiéticas humanas residem em nichos na medula óssea, onde se dividem para se auto-renovarem e gerar novas células do sangue», explica Frederick Mann Júnior, biólogo do Instituto Stowers para a Investigação Médica, que liderou o novo estudo.
Nas planárias, contudo, as células estaminais parecem funcionar com uma autonomia invulgar face às células ao redor. Mann e a sua equipa observaram que elas estavam frequentemente rodeadas por um tipo de célula muito grande, com vários “braços”, a que chamaram hecatonoblastos, em referência a uma criatura de muitos membros da mitologia grega.
Hecatonoblastos, transcriptoma e a ligação inesperada às células intestinais
Apesar de estarem por perto, uma análise detalhada do transcriptoma das planárias - tanto em indivíduos saudáveis como em exemplares em recuperação após lesão - mostrou que os hecatonoblastos não tinham um papel na definição do destino das células estaminais. Segundo Mann, isto «é contraintuitivo face à ligação típica entre células estaminais e nicho».
Em vez disso, o destino e a função das células estaminais parecem estar mais associados às células intestinais. Estas não mantinham contacto direto com as células estaminais, mas experiências indicaram que são essenciais para regular a posição das células e o seu papel durante a regeneração.
«Mostrámos agora que ter um nicho normal pode não ser essencial para as células estaminais funcionarem», afirma Mann. «Algumas células estaminais, como as da planária, encontraram uma forma de serem independentes e conseguem transformar-se em qualquer tipo de célula sem precisarem de um nicho próximo.»
Esta independência levanta questões importantes sobre como o organismo controla, à escala do corpo inteiro, sinais e recursos durante a regeneração. Nas planárias, a coordenação entre metabolismo, disponibilidade de energia e comunicação tecidular poderá ser um componente crítico para permitir uma reconstrução tão rápida e organizada após uma lesão.
Também por isso, as planárias tornaram-se um modelo valioso para estudar princípios gerais de regeneração: são simples de manter em laboratório, regeneram de forma consistente e permitem observar como populações de células estaminais se reorganizam ao longo do tempo. Ainda assim, compreender os mecanismos não significa reproduzi-los diretamente em humanos - é necessário identificar o que é comum e o que é específico deste animal.
Porque é que as nossas células estaminais são mais “contidas”
Há, porém, uma razão forte para as células estaminais humanas estarem mais restringidas: em muitos animais, incluindo os seres humanos, células que crescem sem controlo são frequentemente conhecidas como cancros.
«A nossa esperança é descobrir as regras básicas que orientam as células estaminais a formar tecidos específicos, em vez de se descontrolarem, porque a maioria dos tumores humanos começa quando as células estaminais deixam de seguir essas regras», afirma o biólogo molecular do Instituto Stowers Alejandro Sánchez Alvarado.
«Quanto mais compreendermos como as células próximas e os sinais globais do corpo trabalham em conjunto para reforçar a capacidade e o potencial das nossas células estaminais, melhor conseguiremos criar formas de melhorar a cicatrização natural do organismo.
«Este conhecimento poderá ajudar a desenvolver novos tratamentos e terapias regenerativas para humanos no futuro.»
Esta investigação foi publicada em Relatórios Celulares.
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