Cientistas desvendam mistério dos chifres dos cervos, que caem no inverno e 'brotam' na primavera

Os chifres dos cervídeos têm um interessante ciclo na natureza. Eles caem no inverno –e "brotam" novamente na primavera. Na realidade, não são exatamente chifres, mas sim ossos externos. E esse crescimento tão rápido há muito intriga a comunidade científica.

Cientistas da Escola de Medicina da Universidade de Stanford, nos Estados Unidos, solucionaram este mistério: eles identificaram que o crescimento abrupto desses ossos externos temporários está ligado à ação de dois genes.

E, agora, planejam utilizar tais conhecimentos para melhorar tratamentos em humanos com doenças ósseas ou mesmo na recuperação de fraturas. A pesquisa ainda está em estágios iniciais. Mas há um amplo leque de aplicações possíveis.

"Atualmente, vislumbramos duas formas de implementação potencial para a medicina humana", adianta à BBC News Brasil Yunzhi Peter Yang, pesquisador do Departamento de Cirurgia Ortopédica da Escola de Medicina de Stanford e um dos autores da pesquisa, que será publicada nesta quarta (31) em "The Journal of Stem Cell Research and Therapy".

"Primeiro, poderíamos projetar células com esses genes específicos e depois colocá-las no local desejado. Outra ideia seria desenvolver terapias biológicas, com proteínas ou medicamentos, resultantes de nossa descoberta. Mais a longo prazo, terapias genéticas também podem ser possíveis."

Yang afirma que o desafio é entender a regulação genética do crescimento do chifre para, então, adaptar tais informações a fim de criar agentes terapêuticos. Assim, novos tratamentos para doenças como osteoporose e reparação de fraturas ósseas seriam criados. Essas novas terapias também poderiam servir como prevenção a doenças crônicas dos ossos.

GENES ESPECÍFICOS

"Conhecer a genética por trás da regeneração desses chifres de cervídeos, com rápido crescimento ósseo e mineralização, é fundamental para o nosso objetivo terapêutico final", afirma Yang. "É fundamental para entender também como funciona a regeneração óssea em outras espécies, como os humanos."

Os genes identificados são o uhrf1 –que possibilita a rápida proliferação de células ósseas e o –s100a10 que propicia a mineralização rápida, ou seja, o endurecimento do tecido ósseo. Juntos, esses dois genes trabalham em uma linha de produção extremamente coesa e eficaz: o primeiro gera as células ósseas, o segundo cimenta a matriz estrutura do osso.

Yang e sua equipe já sabem que esses dois genes também estão presentes no processo de desenvolvimento ósseo dos seres humanos. Pesquisador da área ortopedia, Yang teve o insight de estudar como ocorrem esses processos em cervídeos quando, durante suas férias em 2009, conheceu um guia turístico no Alasca e ficou impressionado com as curiosidades ditas por ele a respeito de um veado selvagem que habita aquela região.

"Chifres de cervídeos podem crescer impressionantes 2 centímetros por dia no verão", pontua o pesquisador. "Isso me fez levantar a hipótese: existem genes especiais que estão por trás desse crescimento ósseo excepcionalmente rápido?"

Na volta das férias, Yang decidiu levar a questão para seu laboratório. Foi, com sua equipe, para uma fazenda de veados na Califórnia e, ali, coletou amostras do tecido desses ossos externos. Trata-se de uma estrutura composta basicamente de células-tronco.

Eles crescem de cima para baixo, ou seja, enquanto se desenvolvem, um reservatório de células-tronco permanece no topo dos chifres.

"A regeneração dos chifres desses animais é um fenômeno único. Para mim, valeria a pena estudar esse fenômeno apenas por curiosidade", diz Yang. "Mas eis que esse estudo pode ter algumas aplicações muito interessantes para a saúde humana."

Ao longo do desenvolvimento, o tecido é macio - com consistência semelhante a dos narizes de seres humanos. Assim, recolher as amostras foi uma tarefa fácil. E inofensiva para os animais. Os chifres se tornam rígidos apenas no estágio seguinte ao desenvolvimento, por conta da mineralização.

NO LABORATÓRIO

De posse das amostras coletadas, os cientistas passaram a analisar o material. Examinaram particularmente o RNA, a molécula que ajuda a executar as instruções genéticas específicas. E fizeram uma comparação dos resultados com as obtidas em células-tronco de humanos, retiradas de medula óssea.

Só então identificaram os genes específicos. E os aplicaram em camundongos, observando como diferentes níveis de expressão desses genes afetavam o crescimento de tecido.

No experimento, Yang constatou que, quando o gene uhrf1 era desativado, o tecido ósseo ainda crescia, mas bem mais devagar. Por outro lado, se o gene era totalmente funcional, a proliferação nos bichos era tão rápida quanto nos chifres de veado.

Fenômeno semelhante foi observado quando o gene s100a10 foi expresso: os depósitos de cálcio aumentaram e as células manipuladas se mineralizaram mais rapidamente.

SERES HUMANOS​

Uma das possíveis abordagens terapêuticas do estudo, no futuro, seria para tratar de casos de osteoporose em seres humanos, doença que deixa os ossos "fracos".

O que acontece é que em ossos saudáveis, dois tipos de células funcionam como forças opostos. São os osteoblastos e os osteoclastos. O primeiro grupo produz tecido ósseo novo. O segundo, destrói o tecido antigo.

Em um organismo saudável, esse mecanismo funciona em sintonia - ou seja, um lado vai destruindo ao mesmo tempo em que o outro vai construindo. A osteoporose é uma doença causada por um desequilíbrio no processo. No caso, os osteoclastos agem de forma mais intensa do que os osteoblastos. Como resultado, os ossos começam a se romper

"Ainda estamos no início da pesquisa, mas o objetivo final é descobrir como podemos aplicar a mesma biologia que permite a regeneração óssea em chifres de cervídeos para a judar a tratar doenças ósseas humanas, como a osteoporose", acredita Yang.

Os cientistas planejam continuar estudando ossos externos de diversas espécies de cervos, para confirmar se em todas elas o mecanismo gênico é o mesmo. "Há muito trabalho a ser feito, mas nosso estudo já começou a lançar as bases para futuros tratamentos", diz