Na maioria dos animais, as células-tronco dependem de células próximas para lhes dizer o que fazer. No entanto, uma nova pesquisa do Stowers Institute for Medical Research mostra que as células-tronco de platelmintos, ou planárias, se comportam de maneira diferente. Em vez de ouvirem os seus vizinhos imediatos, eles recebem instruções de células mais distantes do corpo. Este comportamento surpreendente pode explicar como os platelmintos podem regenerar partes faltantes de forma tão eficaz e pode revelar novas formas de reparar ou substituir tecidos humanos no futuro.
Resultados, publicados Relatório de célula 15 de outubro de 2025, a partir de um estudo realizado no laboratório do pesquisador de pós-doutorado Frederick “Biff” Mann, PhD, presidente da Stowers, e do diretor científico Alejandro Sanchez Alvarado, PhD. O trabalho desafia um princípio biológico de longa data: o de que a maioria das células estaminais vive num “nicho” específico, uma localização física que determina quando e em que células vizinhas se irão dividir.
“Por exemplo, as células estaminais formadoras de sangue humano residem em nichos dentro da medula óssea onde se auto-renovam e se dividem para produzir novas células sanguíneas”, disse Mann.
Reescrever as regras da regeneração de platelmintos
Os pesquisadores descobriram que a notável capacidade do platelminto de regenerar partes perdidas – seja uma cabeça decepada ou um corpo inteiro a partir de uma peça – está ligada a células-tronco que funcionam de forma mais independente do que em outros animais.
“Compreender como as células estaminais são reguladas nos organismos vivos é um grande desafio na biologia das células estaminais e na medicina regenerativa”, disse Sánchez Alvarado. “Esta descoberta desafia a nossa compreensão do ‘nicho’ das células estaminais e pode avançar significativamente a nossa compreensão de como controlar a capacidade das células estaminais de regenerar tecidos danificados.”
As células-tronco de planárias adultas podem se transformar em qualquer tipo de célula, ao contrário da maioria das células-tronco animais, que são cuidadosamente restritas para formar apenas alguns tipos de células. Esse controle rígido ajuda a prevenir o crescimento descontrolado – um processo que pode levar ao câncer.
“A nossa esperança é descobrir as regras básicas que levam as células estaminais a tornarem-se específicas de tecidos, em vez de se tornarem desonestas, uma vez que a maioria dos tumores em humanos começa quando as células estaminais deixam de seguir estas regras”, disse Sánchez Alvarado.
“O papel de um nicho tradicional pode corresponder ao de um microgerente – dizer à célula: ‘Você pode ser uma célula-tronco, mas apenas um tipo especial'”, explicou Mann. “No entanto, mostramos agora que não é essencial que as células-tronco tenham um nicho normal para funcionar. Algumas células-tronco, como as dos platelmintos planários, descobriram como se tornar independentes e podem se tornar qualquer tipo de célula sem precisar de um nicho próximo.”
Descobrindo um novo tipo de célula: o hecatonoblasto
Usando uma técnica avançada chamada transcriptômica espacial, a equipe examinou quais genes estavam ativos em células individuais e em seus arredores. Revelou células vizinhas inesperadas, incluindo uma nunca descrita antes – uma célula grande com muitas projeções semelhantes a dedos estendendo-se desde a sua superfície. Os pesquisadores chamaram essas células de “hecatonoblastos” em homenagem à hecatonocadeira gigante de muitos braços da mitologia grega.
“Como eles estavam localizados tão perto das células-tronco, ficamos surpresos ao descobrir que os hecatonoblastos não controlavam seu destino ou função, o que é contrário a uma conexão típica entre células-tronco e nicho”, disse Mann.
Em vez de carregar células próximas, as indicações mais fortes para células-tronco vieram de células intestinais – o próximo tipo mais comum encontrado no conjunto de dados. Essas células distantes parecem influenciar a localização e a função das células-tronco planárias durante a regeneração, mesmo remotamente.
“Penso nisso como redes de comunicação locais versus redes globais”, disse o autor co-correspondente Blair Benham-Pyle, PhD, professor assistente no Baylor College of Medicine em Houston, Texas, e ex-pesquisador de pós-doutorado da Stowers. “Embora as interações entre as células-tronco e as células vizinhas afetem a forma como uma célula-tronco responde imediatamente, as interações distantes podem controlar como a mesma célula-tronco responde a grandes mudanças em um organismo”.
Repensando a natureza de um nicho de células-tronco
Estudos demonstraram que as células-tronco planárias funcionam sem um nicho específico baseado na comunicação. “Descobrimos que as células estaminais não têm um tipo específico de célula ou factor que controla a sua identidade”, diz Benham-Pyle. A equipe acredita que esta liberdade única pode explicar por que as planárias conseguem se regenerar tão bem, enquanto a maioria dos animais não consegue.
“A grande descoberta é uma propriedade de todo o plano que permite tanto as sutis interações locais quanto os eventos de sinalização global que permitem às células-tronco alcançar esses feitos notáveis de regeneração”, disse Benham-Pyle.
“A descoberta mais surpreendente é que, pelo menos nas planárias, o ambiente em que as células estaminais vivem não é estático. Em vez disso, é dinâmico – onde as células estaminais vivem em grande parte compostas por ‘amigos’ que as células estaminais e a sua descendência fazem ao longo do caminho para a diferenciação”, disse Sánchez Alvarado. “Quanto mais compreendermos como as células próximas do corpo e os sinais globais trabalham em conjunto para aumentar a capacidade e a força das nossas células estaminais, mais poderemos desenvolver formas de melhorar a cura natural do corpo. Este conhecimento pode ajudar a desenvolver novos tratamentos e terapias regenerativas para os seres humanos no futuro.”
Autores adicionais incluem Carolyn Brewster, PhD, Dung Vu, Riley Galton, PhD, Enya Dewers, Mol Mir, Carlos Guerrero-Hernandez, Jason Morrison, Mary Kekini, PhD, Lucinda Madera, Kate Hall, Seth Malloy, Xuan Sheuan, Xuan Chen. McKinney, Ph.D., Stephanie Nowotarski, Ph.D., e Anoja Perera.
Este trabalho foi financiado pelo apoio institucional do Instituto Nacional de Ciências Médicas Gerais dos Institutos Nacionais de Saúde (NIH) (prêmio: R37GM057260) e do Instituto Stowers de Pesquisa Médica. O conteúdo é de responsabilidade exclusiva dos autores e não representa necessariamente a opinião oficial do NIH.
