A estranha criatura mexicana que se regenera sozinha e pode desvendar chave de imunidade ao câncer

Conhecidos localmente como “monstros da água”, os axolotes têm uma aparência que divide opiniões. Para alguns, essas criaturas de pele macia e 20 cm de comprimento são consideradas adoráveis, com um sorriso permanente no rosto. Para outros, esses anfíbios de quatro dedos são simplesmente estranhos.

A veterinária e pesquisadora de axolotes Erika Servín Zamora, , disse que ficou impressionada ao ver a extraordinária capacidade de regeneração do animal que ela, até então, conhecia apenas dos livros

Apesar da aparência um tanto polêmica, eles despertam um interesse particular nos cientistas, que acreditam que axolotes  possam ensinar um dia aos seres humanos o segredo da regeneração.

“Os cientistas estão tentando tirar proveito das propriedades regenerativas dos axolotes e aplicá-las em pessoas feridas em acidentes, guerras ou vítimas de doenças — pessoas que perderam membros”, explica Servín Zamora.

Os axolotes também estão ajudando Servín Zamora e outros cientistas a entender a aparente resistência ao câncer que todos os anfíbios parecem ter.

“Em 15 anos, não vi nenhum caso de tumor maligno em axolotes, o que é interessante”, diz ela. “Suspeitamos que sua capacidade de regenerar células e partes do corpo ajude nesse aspecto.”

E não para por aí. Os axolotes têm sido usados ​​tradicionalmente em todo o México como remédio para algumas condições associadas à gravidez, fraqueza e doenças respiratórias.

Um grupo de freiras em Patzcuaro, no México, cria legalmente uma espécie de axolote, Ambystoma dumerilii, e usa os animais como ingrediente de um xarope para tosse, embora tradicionalmente eles fossem consumidos como parte de um caldo.

Os seres humanos e os axolotes têm um relacionamento ambivalente há muito tempo.

Quando os mexicas, ou “astecas”, se estabeleceram na região ao redor do lago Texcoco no século XIII e construíram uma cidade-ilha no meio do lago como sua capital, o axolote prosperou dentro e ao redor do elaborado sistema de canais. O animal recebeu o nome do deus asteca “Xolotl”, que se diz ter se transformado em um axolotl para evitar ser sacrificado (embora os axolotls ainda fossem mortos e comidos). À medida que o império asteca crescia, também crescia a capital e o lago. Hoje, tudo o que resta do lago Texcoco são canais poluídos e pequenos lagos em Xochimilco, um distrito do sul da Cidade do México.

E como as zonas úmidas desapareceram, o axolote também desapareceu. A primeira contagem robusta de axolotes em 1998 estimou que cerca de 6.000 animais viviam em cada quilômetro quadrado. Quando o ecologista Luis Zambrano da Universidade Nacional Autônoma do México (UNAM) realizou uma contagem em 2015, ele encontrou apenas 35 por quilômetro quadrado.

O axolote é a mais antiga população de animais de laboratório auto-sustentável do mundo.

Essa queda dramática também ameaça o axolote em que ele floresce, em aquários e laboratórios ao redor do mundo. Em 1804, o cientista Alexander von Humboldt enviou dois espécimes preservados em álcool a Paris. Humboldt e outros primeiros exploradores já notaram outra peculiaridade do axolote: enquanto outras salamandras se metamorfoseiam em criaturas terrestres ao se tornarem sexualmente maduras, os axolotes mantêm suas brânquias plumas e permanecem na água a vida inteira. Nas palavras de Stephen Jay Gould, os axolotes são “girinos sexualmente maduros“.

Axolotls entrou em laboratórios quando uma expedição francesa enviou 34 deles para o Museu de História Natural de Paris em 1863. Cinco homens e uma mulher foram repassados ​​ao zoólogo francês Auguste Duméril, que conseguiu reproduzi-los com um sucesso fantástico. A Duméril distribuiu axolotes para instituições e indivíduos em toda a Europa. Vários laboratórios os criaram no século passado, tornando o axolote a mais antiga população de animais de laboratório auto-sustentável.

Os axolotes têm atraído o interesse dos cientistas, mas estão ameçados de extinção em seu habitat natural.

Experiências fascinantes – e um tanto grotescas – dos últimos 150 anos nos trouxeram muita informação sobre a capacidade do axolote de regenerar e curar. Por exemplo, os membros axolotl amputados se regeneram completamente e, mesmo após várias amputações, eles são tão funcionais quanto o membro original. As células do axolote “sabem” qual estrutura regenerar: quando um braço é amputado no nível do ombro, o braço inteiro volta a crescer. Mas quando o braço é amputado no cotovelo, apenas o braço e a mão regridem; quando o braço é amputado no pulso, apenas a mão volta a crescer.

Outras experiências fundamentais foram aprofundadas. Quando o tecido em regeneração é enxertado de um membro esquerdo amputado para um membro direito amputado e vice-versa, o axolotl cresce curiosamente três novos membros em vez de apenas um – dois deles são chamados de “membros supranumerários”. Talvez mais surpreendente, os axolotl podem receber cabeças transplantadas sem problemas de rejeição.

Elas podem parecer as notas de laboratório de um cientista louco, mas os experimentos (um tanto grotescos) que descobriram essas habilidades regenerativas foram uma base essencial para entender como a regeneração funciona em axolotes – e por que não funciona em mamíferos. Nos mamíferos (como nós, humanos), as cicatrizes se formam rapidamente e impedem a regeneração dos tecidos. O axolote, por outro lado, pode reparar feridas profundas nos tecidos sem cicatrizes. Isso se deve ao blastema, um grupo de células que cobre a ferida de amputação. Embora os macrófagos, um tipo de célula imune que devora células mortas, sejam responsáveis ​​por cicatrizes em mamíferos, os cientistas descobriram que no axolotl, esses macrófagos são essenciais para sua notável cicatrização e regeneração. Esse blastema também é a razão pela qual o axolote pode regredir um coração partido (ou cortado).

Pesquisadores minuciosamente decifraram como as moléculas orquestram a regeneração dos membros do axolotl, embora muitas questões ainda permaneçam. Mas os biólogos da regeneração não se limitam ao axolotl; eles se concentraram em entender por que os mamíferos são tão ruins na regeneração. Ratos e humanos adultos podem regenerar as pontas dos dedos, uma habilidade que eles perdem com a idade, dando esperança de que os pesquisadores possam eventualmente despertar nossas habilidades regenerativas.

Mas não se sabe por quanto tempo os pesquisadores ainda poderão trabalhar com o axolotl: como muitos animais de laboratório, eles são altamente endogâmicos, o que poderia ameaçar sua sobrevivência. Para medir o tamanho de um pool genético, os cientistas usam um “coeficiente de endogamia:” gêmeos idênticos têm um coeficiente de endogamia de 100, indivíduos completamente independentes, um coeficiente de zero. Para um crescimento saudável, uma população em cativeiro deve ter um coeficiente de 12,5 no máximo. Os Habsburgos espanhóis notoriamente endogâmicos tinham um coeficiente de 20; o coeficiente para axolotls é 35.

O alto nível de endogamia do axolote é parcialmente resultado de sua história. Os axolotls usados ​​nos laboratórios hoje remontam aos cinco indivíduos enviados para Paris em 1863. A partir daí, os axolotls foram distribuídos pela Europa e depois para os EUA, onde os axolotls de laboratório eram ocasionalmente cruzados com axolotls selvagens. Esses axolotes formam a base dos mais de 1.000 axolotes adultos e jovens mantidos no Ambystoma Genetic Stock Center da Universidade de Kentucky, que envia dezenas de milhares de embriões axolotl a cada ano para laboratórios de pesquisa em todo o mundo. Juntamente com os números cada vez menores na natureza, o pequeno conjunto de genes evoca uma tempestade perfeita que pode ameaçar esses animais.

Doenças ou incêndios acidentais podem acabar com essa população vulnerável. Uma doença intrigante vem matando larvas de axolotl em alguns laboratórios, por exemplo, e no centro de estoque. Novas variantes genéticas que permitem ao axolotl suportar a doença seriam uma solução. Mas de onde viria a nova variação genética, se não da população selvagem ameaçada no lago Xochimilco? A perda do laboratório e das populações selvagens seria um retrocesso significativo para os estudos de regeneração.

Isso seria um momento infeliz, já que a pesquisa com o axolotl recentemente comemorou dois avanços: a aplicação da tesoura genética CRISPR / Cas9 e a decodificação do genoma. Com o CRISPR / Cas9, os pesquisadores podem modificar com precisão e facilidade os blocos de construção de DNA em diferentes animais e plantas. Somente recentemente, a bióloga da regeneração Elly Tanaka e sua equipe mostraram como eles podem usar essas tesouras para integrar seletivamente genes no genoma do axolote. Ao contrário de outros animais de laboratório, como o rato, o peixe-zebra ou a mosca da fruta, os pesquisadores há muito eram incapazes de modificar especificamente os genes do axolote. Com a tesoura CRISPR / Cas9, os biólogos do axolotl agora podem marcar células específicas em cores e observá-las durante a regeneração.

Enquanto o genoma humano foi decifrado em 2003, o genoma do axolotl permaneceu ilusório até o início de 2018. O genoma do axolotl de 32 gigabases com pares de 32 gigabases é aproximadamente dez vezes maior que o genoma humano – o maior genoma decifrado até agora. Com o código genético exato do axolote em mãos, os pesquisadores podem fazer perguntas completamente novas. Por que o axolotl pode se regenerar enquanto o mouse não pode? Como o genoma do mouse mudou para impedir a regeneração? As respostas a essas perguntas definirão a estratégia para tentar induzir a regeneração em ratos – e talvez em humanos.

Peixes predadores colocados no lago Xochimilco pelas Nações Unidas estão apanhando jovens axolotes.
Mas no lago Xochimilco, não parece que a população selvagem de axolotes como um todo se recupere rápida ou facilmente. O ecologista Luis Zambrano atribui o rápido declínio do axolote a duas ameaças principais: peixes não nativos e poluição. A carpa e a tilápia foram introduzidas em Xochimilco nas décadas de 1970 e 1980 por programas da Organização de Alimentos e Agricultura da ONU, como parte de um esforço para introduzir mais proteína na dieta local. Mas, à medida que esses peixes predadores prosperam, estão colhendo axolotes jovens.

Zambrano mapeou onde os axolotes ainda permanecem e prevê um plano no qual os pescadores locais varrem essas áreas de peixes repetidamente, dando tempo aos axolotes para se restabelecerem. Embora a introdução de axolotls de populações de laboratório bem-sucedidas possa parecer uma idéia atraente, Zambrano alerta contra: “É mais eficaz criar santuários nos quais os axolotls existentes possam sobreviver e talvez prosperar”, disse ele.

A poluição é mais difícil de resolver. Sempre que uma tempestade enche os sistemas antigos de esgoto da Cidade do México, o excesso de sistemas de tratamento de resíduos elimina os canais da Xochimilco com amônia, metais pesados ​​e outros produtos químicos tóxicos. Os axolotes respiram, em parte, através de sua pele altamente permeável, o que os torna particularmente vulneráveis ​​à poluição. Embora Zambrano e outros, como a zoóloga local Virginia Graue, tenham tentado aumentar o número de axolotes. Até agora, os esforços de conservação não conseguiram reverter o declínio do axolote.

No conto Axolotl, de Julio Cortazar, em 1952, o narrador é fascinado pelo axolotl: “Os olhos dos axolotls me falaram da presença de uma vida diferente, de outra maneira de ver. Colando meu rosto no vidro (o guarda tossia agitado de vez em quando), tentei ver melhor aqueles diminutos pontos dourados, que entram no mundo infinitamente lento e remoto dessas criaturas róseas. ”Se os esforços de conservação não forem intensificados, esse mundo remoto poderá ser perdido para sempre.