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Public release date: 27-Mar-2014

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Contact: Ana Mena
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Crescer ou não crescer: um novo passo na regeneração de tecidos em vertebrados adultos

Esta comunicado está disponível em inglês.

IMAGE: Regeneração da cauda do peixe‐zebra requer a enzima V‐ATPase (área marcada a azul).

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A razão pela qual alguns animais conseguem regenerar tecidos após a perda acentuada de um órgão ou após amputação, enquanto outros, como os humanos, não conseguem renovar algumas estruturas sempre intrigou os cientistas. Num estudo agora publicado na revista PLOS ONE*, um grupo de investigação do Instituto Gulbenkian de Ciência (IGC, Portugal) do laboratório de Joaquín Rodríguez León apresentou novas pistas para resolver esta questão, investigando regeneração num modelo de vertebrado adulto: o peixe‐zebra. Sabe-se que o peixe‐zebra é capaz de regenerar órgãos e que as correntes elétricas podem estar relacionadas com este processo, mas os mecanismos exatos envolvidos neste processo ainda não são claros. Usando uma abordagem molecular e biofísica, os investigadores mostraram, pela primeira vez, que o peixe‐zebra regenera a barbatana caudal através de um processo que envolve um canal específico na membrana celular, denominado V‐ATPase, que bombeia iões de hidrogénio (H+) para o exterior das células, gerando uma corrente elétrica. A compreensão destes mecanismos subjacentes à regeneração de tecidos adultos pode ser fundamental para o desenvolvimento de novas estratégias terapêuticas, tanto em medicina regenerativa como de desenvolvimento.

A regeneração celular é uma característica biológica de todos os organismos vivos, com um papel importante no crescimento, cicatrização de feridas, reparação de tecidos e outras funções biológicas semelhantes. Cientistas têm vindo a investigar os aspectos moleculares responsáveis pela regeneração com o objetivo de perceber a razão pela qual alguns animais têm a capacidade de regenerar estruturas de tecidos inteiros após amputação ou lesão, enquanto que os seres humanos conseguem regenerar apenas alguns órgãos, como o fígado ou a pele. A abordagem clássica desde sempre envolveu a análise de genes e proteínas, e só mais recentemente é que a importância dos sinais bioelétricos começou a ser investigada. Investigadores do laboratório de Joaquín Rodríguez León decidiram analisar a contribuição de diferentes fluxos de iões que entram ou saem da célula, durante a regeneração da barbatana caudal do peixe‐zebra. O grupo de investigação descobriu que apenas o transporte de iões de hidrogénio ou protões (H+) desempenha um papel no processo regenerativo. Para além disso, observaram que este transporte ocorre através da enzima VATPase, que forma um canal na membrana celular e bombeia H+ para fora da célula. Os investigadores descobriram que a atividade deste sinal elétrico é necessária em diferentes aspetos do processo de regeneração, nomeadamente para a expressão de genes cruciais, para a formação de uma massa de células capazes de crescer e regenerar, e também para uma inervação adequada dos tecidos. Mostraram ainda que esta corrente elétrica é também importante para coordenar outras proteínas que podem estabelecer uma memória posicional de forma a garantir a regeneração correta do tecido lesado.

Diz Joaquín Rodríguez‐León: "Os cientistas usam diferentes estratégias para desvendar os mecanismos responsáveis pela regeneração, de forma a aplicar este conhecimento em futuras práticas clínicas. Alguns grupos estudam o potencial de células estaminais enquanto outros tentam perceber a razão de alguns animais conseguirem regenerar. O nosso grupo contribui para a compreensão da forma como a maquinaria celular, que é semelhante em todos os vertebrados, leva à regeneração de uma estrutura num animal. Alguma maquinaria celular específica tem que ser "ligada" e é precisamente isso que estamos a tentar perceber. Usando o peixe‐zebra como modelo de investigação, descobrimos que uma caraterística fundamental das células, a dinâmica de iões, contribui para a regeneração dos membros. Em particular, descobrimos que protões H+ contribuem ativamente, criando uma corrente elétrica necessária para uma regeneração adequada."

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Esta investigação foi desenvolvida em colaboração com investigadores do Instituto de Medicina Molecular, do Centro de Estudos de Doenças Crónicas e da Fundação Champalimaud. Joaquín Rodríguez‐León é investigador principal no IGC e na Faculdade de Medicina, Universidade de Extremadura (Espanha). A investigação foi financiada pela Fundação para a Ciência e a Tecnologia (FCT) e pela União Europeia.

* Monteiro, J, Aires, R, Becker, JD, Jacinto, A, Certal, AC, Rodríguez-León, J. (2014) V-ATPase Proton Pumping Activity Is Required for Adult Zebrafish Appendage Regeneration. PLoS ONE 9(3): e92594 doi:10.1371/journal.pone.0092594

Mais informação:

Vanessa Borges
Comunicação de Ciência
Instituto Gulbenkian de Ciência
Tel. 21 446 46 42
vborges@igc.gulbenkian.pt

Joaquin Rodríguez‐León
Grupo de Organogénese
Instituto Gulbenkian de Ciência
Tel. +34 629215936
jleon@igc.gulbenkian.pt

Ana Catarina Certal
Biotério de Peixes
Programa de Neurociências da
Champalimaud - Fundação Champalimaud
Tel. 210480200
catarina.certal@fundacaochampalimaud.pt



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