How do animals regrow their limbs? And why can't humans do it? - Jessica Whited

Tradutor: Margarida Ferreira Revisora: Eliana Santos

For some animals, losing a limb is a decidedly permanent affair.

Para alguns animais, perder um membro é um coisa definitiva.

But for salamanders, particularly axolotls,

Mas, para as salamandras, em particular, os axolotes,

amputation is just a temporary affliction.

a amputação é apenas uma situação temporária.

Not only can they grow back entire limbs in as little as six weeks,

Não só conseguem fazer crescer membros inteiros apenas em seis semanas,

they can also regenerate heart and even brain tissue.

como também conseguem regenerar o coração e até tecido cerebral.

So how does this astonishing adaptation work?

Como funciona esta espantosa adaptação?

Regardless of regeneration,

Independentemente da regeneração,

every limbed creature had to grow their arms and legs at some point.

todos os animais com membros

tiveram de desenvolver braços e pernas a certa altura.

And whether that process starts in the womb or the world,

E quer esse processo se inicie no útero ou no mundo,

it almost always begins with little bumps called limb buds.

quase sempre começa com pequenos altos,

chamados botões embrionários.

These buds are full of progenitor cells—

Estes botões embrionários estão cheios de células progenitoras,

a cornucopia of cell types that can differentiate into various tissues,

uma cornucópia de tipos de células que se podem diferenciar em vários tecidos

incluindo músculos, cartilagens, ligamentos e tendões.

including muscles, cartilage, ligaments, and tendons.

Some of these progenitors are stem cells,

Algumas destas células progenitoras são células estaminais,

capable of developing into a range of specialized cells and tissues,

que conseguem evoluir numa série de células e tecidos especializados,

while others are merely derived from stem cells.

enquanto outras derivam simplesmente das células estaminais.

But in either case, the progenitors differentiate and multiply rapidly

Mas, em qualquer dos casos,

as progenitoras diferenciam-se e multiplicam-se rapidamente

as the limb bud develops.

à medida que o botão embrionário evolui.

Nerves grow into the limb from nearby cell bodies

Os nervos crescem no embrião a partir dos corpos celulares vizinhos

and a network of blood vessels form which fuel the process with oxygen.

e forma-se uma rede de vasos sanguíneos que alimentam o processo com oxigénio.

Eventually, that tiny bud grows into a full infant limb.

Por fim, aquele botão embrionário evolui até ser um membro infantil completo.

Most salamanders, including axolotls, develop their limbs in the same way.

A maioria das salamandras, incluindo os axolotes,

desenvolvem os membro da mesma forma.

But unlike other animals, they can also start this process all over again

Mas, ao contrário dos outros animais,

também podem repetir este processo, se assim for necessário.

if they need to.

When salamanders lose a limb,

Quando as salamandras perdem um membro,

surrounding skin cells quickly surge across the wound’s surface.

as células da pele circundantes depressa se juntam à superfície da lesão.

This new layer of skin is called the wound epidermis,

Esta nova camada de pele chama-se a epiderme da lesão

and once established, it signals cells in the underlying limb stump

e, depois de criada, sinaliza células no coto do membro subjacente

to undergo something called dedifferentiation.

para iniciarem uma coisa chamada desdiferenciação.

This process reverts nearby cells from fully developed limb tissues

Este processo reverte as células próximas dos tecidos

dos membros plenamente desenvolvidos

back into earlier, less specialized progenitor cells.

para células mais antigas e menos especializadas.

At the same time, the peripheral nervous system fires up stem cells

Simultaneamente, o sistema nervoso periférico

ativa as células estaminais em todo o corpo da salamandra.

throughout the salamander’s body.

This would be impossible for most multicellular organisms,

Isto seria impossível na maioria dos organismos multicelulares,

whose stem cells typically lose their regenerative capacity with age.

cujas células estaminais normalmente

perdem a capacidade regeneradora com a idade.

But when salamander stem cells near the injury get the right signal,

Mas, quando as células estaminais da salamandra

perto do ferimento recebem o sinal adequado,

they reactivate and start multiplying.

reativam-se e começam a multiplicar-se.

Researchers don’t know what ratio of stem cells

Os investigadores não sabem que quantidade de células estaminais

and dedifferentiated progenitor cells regeneration requires.

e de células progenitoras de desdiferenciação

são necessárias para a regeneração.

But we do know these cells come together

Mas sabemos que estas células aparecem

to form the most important part of the process: the blastema.

para formar a parte mais importante do processo:

o blastema.

Esta estrutura é quase idêntica a um botão embrionário

This structure is almost identical to a limb bud—

the primary difference is that it’s made of recycled, repurposed cells,

— a diferença principal é que é feito de células recicladas e reutilizadas,

and potentially reserved cells, rather than completely new ones.

e possivelmente de células de reserva, em vez de células totalmente novas.

Beyond that, blastemas and limb buds have the same mission:

Fora isso, os blastemas e os botões embrionários têm a mesma missão:

fabricar milhares de novas células e organizá-las

to make thousands of new cells and organize them

em músculo, osso, pele e tecido nervoso

into the muscle, bone, skin, and nerve tissue

required for a functional limb.

indispensável para um membro funcional.

As this process unfolds, nerves and blood vessels spanning the injury site

À medida que este processo se desenrola, os nervos e os vasos sanguíneos

que atravessam o local da lesão, transmitem nutrientes e oxigénio.

transmit nutrition and oxygen.

Over several weeks, the stump will steadily grow

Durante várias semanas, o coto vai crescendo de forma constante

a miniature limb with translucent skin.

um membro miniatura com pele transparente.

And when the process is complete,

E quando o processo termina,

not only will the limb match the rest of the salamander,

não só o membro é igual ao resto da salamandra

there won't even be a scar.

como nem sequer existe uma cicatriz.

A relação entre cicatrização e regeneração

The relationship between scarring and regeneration

is just one of this processes’ many mysteries.

é mais um dos muitos mistérios deste processo.

Scientists are still tracking salamander cells on the molecular level

Os cientistas continuam a observar as células da salamandra a nível molecular

to determine how they revert from a mature stage into a regenerative one.

para determinar como é que revertem duma fase madura a uma fase regenerativa.

And research into transplanting blastema cells investigates

E a investigação sobre o transplante de células do blastema

incide sobre como outros animais podem replicar esta magia reconstrutiva.

how other animals might replicate this reconstructive wizardry.

Também não compreendemos como é que o corpo da salamandra sabe

We also don’t understand how salamanders’ bodies know

what part of the limb has been lost or how much needs to be regrown.

que parte do membro se perdeu ou quanto precisa de crescer de novo.

One theory is that blastema cells have a form of positional memory,

Uma teoria é que as células do blastema têm uma forma de memória posicional,

que lhes permite determinar quanto crescer em relação umas às outras.

allowing them to determine how much to grow in relation to one another.

And it’s equally important to understand how these limbs know when to stop growing

É igualmente importante perceber

como esses membros sabem quando devem deixar de crescer

to prevent overdevelopment, like in cancerous tumors.

para evitar um excesso de desenvolvimento, como nos tumores cancerosos.

But one of regenerations essential ingredients doesn’t belong solely

Mas um dos ingredientes essenciais não é exclusivo das salamandras:

to salamanders: the blastema.

o blastema.

Deer antlers use a similar healing tissue to regenerate each year,

Os galhos dos veados usam um tecido cicatrizante semelhante

para se regenerarem anualmente,

even though their skin scars like ours.

embora a pele cicatrize tal como a nossa.

Spiny mice can also restore skin, hair, and some other appendages scar-free.

Os ratos espinhosos também conseguem restaurar a pele, o pelo

e outros apêndices, sem cicatrizes.

And even humans can regenerate the tips of our fingers and toes

Até os seres humanos podem regenerar as pontas dos dedos das mãos e dos pés

in a surprisingly similar manner.

de uma forma espantosamente semelhante.

We still don’t know whether this ability is tied

Ainda não sabemos se esta capacidade está ligada

to our shared ancestry with salamanders

à nossa ancestralidade partilhada com as salamandras

or fueled by distinct biological mechanisms.

ou se é alimentada por mecanismos biológicos distintos.

But with time and research,

Mas com tempo e investigação,

who knows what evolutionary knowledge we might grow back.

quem sabe que conhecimento revolucionário podemos recuperar.