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Esta descoberta, publicada esta semana em Proceedings of the National Academy of Sciences, responde à questão de longa data de porque é que a regeneração da cauda é perfeita na salamandra e imperfeita na lagartixa, e pode servir de trampolim para compreender porque é que os ratos não conseguem regenerar de todo a sua cauda.

“O modelo animal tradicional para a regeneração é a salamandra”, disse o autor sénior Thomas P. Lozito, Ph.D., professor assistente do Departamento de Cirurgia Ortopédica de Pitt, Centro de Engenharia Celular e Molecular e do Instituto McGowan de Medicina Regenerativa. “As salamandras podem regenerar uma grande variedade de tecidos – cérebro, coração, partes dos seus olhos, membros, caudas – mas têm classes inteiras de tipos de moléculas e tecidos que simplesmente não são encontrados nos mamíferos, por isso não fomos realmente capazes de aplicar muito do que encontramos na salamandra aos humanos”

De acordo com Lozito, se o objectivo é traduzir a investigação da regeneração para espécies não regenerativas como os humanos, o lagarto é um modelo muito melhor do que a salamandra. Os lagartos são os mais próximos dos mamíferos que podem regenerar um apêndice, e têm um genoma e uma bioquímica semelhantes. Mas os lagartos não conseguem regenerar membros perdidos, e as suas caudas regeneradas são muito mais simples do que os originais.

“Pode-se facilmente distinguir um lagarto com uma cauda regenerada”, disse Lozito. “Não acerta em nada”. As escalas são diferentes; o padrão de cor é diferente, e depois quando se olha para dentro da cauda, todos os tecidos são diferentes. Não há osso; o esqueleto é completamente cartilaginoso, apenas tubos dentro de tubos”

Entendendo o que separa a regeneração perfeita na salamandra da regeneração imperfeita na lagartixa, Lozito disse.

O lagarto de eleição de Lozito é a osga de luto, que tem várias propriedades interessantes, incluindo uma alta tolerância para transplante.

Esta característica permitiu à sua equipa retirar as células estaminais neurais — os precursores nascentes dos neurónios e da glia, as células não neuronais que as rodeiam — da salamandra e inseri-las no coto de cauda regeneradora do lagarto. O objectivo era ver o que retém a regeneração da cauda do lagarto: o ambiente bioquímico ou as células estaminais nativas do lagarto.

Eles encontraram as células estaminais da salamandra transplantadas retidas na sua capacidade de se diferenciarem em múltiplos tipos de células, incluindo neurónios. Pelo contrário, as células estaminais neuronais de lagarto podiam tornar-se apenas células gliais, que não processam as mensagens que dirigem o movimento e a sensação.

“Foi uma agradável surpresa”, disse o autor principal Aaron Sun, Ph.D., um estagiário médico cientista de Pitt que completou parte da sua pesquisa no laboratório de Lozito. “E isto demonstra que talvez os processos regenerativos ainda estejam um pouco conservados”

Mas talvez a observação mais surpreendente, segundo Sun, é que as tradicionalmente descritas “células estaminais neuronais” que conduzem à regeneração no lagarto não são de todo “verdadeiras” células estaminais neuronais. Apesar de verificarem muitas das caixas clássicas, ficam aquém de uma característica que as define — a capacidade de fazer surgir uma diversidade de tipos de células.

Isso explica porque não existe uma regeneração perfeita da cauda do lagarto, disse Lozito. As células estaminais neurais não conseguem produzir os diferentes tipos celulares que seriam necessários para recriar as assimetrias da medula espinal original, o que por sua vez impede o desenvolvimento de vértebras ósseas.

“A medula espinal é o regulador principal da regeneração da cauda, e estas diferenças que estamos a ver entre a cauda de lagarto e de salamandra são devidas a diferenças na qualidade das células estaminais”, disse Lozito. “É tudo devido às células estaminais neurais”