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 seguir instruções de seus vizinhos imediatos, eles recebem instruções de células mais distantes do corpo. Este comportamento surpreendente pode explicar como os platelmintos são capazes de regenerar partes faltantes de forma tão eficiente e pode revelar novas formas de reparar ou substituir tecidos humanos no futuro.
Os resultados da pesquisa foram publicados em relatório de célula Em 15 de outubro de 2025, a partir de um estudo liderado pelo pesquisador de pós-doutorado Frederick “Biff” Mann, Ph.D., no laboratório do presidente e diretor científico da Stowers, Alejandro Sánchez Alvarado, Ph.D. O trabalho desafia um princípio biológico de longa data: a maioria das células estaminais vive num “nicho” fixo, o local físico onde as células vizinhas decidem quando se dividir e em quê.
“As células estaminais hematopoiéticas humanas, por exemplo, vivem num microambiente dentro da medula óssea, onde se dividem para se auto-renovarem e gerarem novas células sanguíneas”, disse Mann.
Flatworms reescrevem as regras de regeneração
Os investigadores descobriram que a notável capacidade do verme plano para reconstruir partes perdidas – seja uma cabeça amputada ou um corpo inteiro a partir de fragmentos – está relacionada com o facto de as células estaminais operarem mais livremente do que as da maioria dos outros animais.
“Compreender como as células estaminais são reguladas num organismo é um dos grandes desafios da biologia das células estaminais e da medicina regenerativa”, disse Sánchez Alvarado. “Esta descoberta desafia o nosso conceito de ‘nichos’ de células estaminais e pode avançar significativamente a nossa compreensão de como é controlada a capacidade das células estaminais de restaurar tecidos danificados”.
As células-tronco de planárias adultas podem se transformar em qualquer tipo de célula, ao contrário das células-tronco da maioria dos animais, que estão estritamente restritas a 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 fundamentais que orientam as células estaminais a tornarem-se tecidos específicos, em vez de se descontrolarem, porque a maioria dos tumores nos seres humanos começa quando as células estaminais deixam de seguir estas regras”, disse Sánchez Alvarado.
“O papel de um nicho tradicional pode estar mais alinhado com o papel de um microgerenciador – guiando as células: ‘Você pode se tornar uma célula-tronco, mas apenas de um tipo específico’”, explica Mann. “No entanto, mostramos agora que ter um nicho normal pode não ser necessário para o funcionamento das células-tronco. Algumas células-tronco, como as da planária, encontraram uma maneira independente de se transformar em qualquer tipo de célula, sem a necessidade de um nicho próximo.
Descubra um novo tipo de célula: nucleoblastos
Usando uma técnica avançada chamada transcriptômica espacial, a equipe examinou quais genes estavam ativos em células individuais e no ambiente circundante. Isto revelou células vizinhas inesperadas, incluindo um tipo de célula que nunca tinha sido descrito antes – uma célula grande com muitas saliências semelhantes a dedos na sua superfície. Os pesquisadores chamaram as células de “hecatonoblastos”, em homenagem aos gigantes multi-armados Hecatoncheires da mitologia grega.
“Por estarem tão próximos das células-tronco, ficamos surpresos ao descobrir que os fibroblastos eram incapazes de controlar seu destino ou função, o que é contra-intuitivo para o nicho típico de células-tronco”, disse Mann.
As instruções mais poderosas para as células-tronco não foram responsáveis pelas células próximas, mas pelas células intestinais – o próximo tipo mais comum encontrado no conjunto de dados. Estas células distantes parecem influenciar a localização e a função das células estaminais planárias durante a regeneração, mesmo à distância.
“Tenho a tendência de pensar nisso como uma rede de comunicação local versus global”, disse o co-autor Dr. Blair Benham-Pyle, professor assistente do Baylor College of Medicine em Houston, Texas, e ex-bolsista de pós-doutorado da Stowers. “Embora as interações entre uma célula-tronco e suas células vizinhas influenciem a forma como a célula-tronco responde imediatamente, as interações de longo alcance podem controlar como a mesma célula-tronco responde a mudanças significativas no organismo”.
Repensando a natureza do nicho de células-tronco
A pesquisa mostra que as células-tronco planárias não operam em nenhum nicho fixo baseado em contato. “Descobrimos que não existem tipos de células ou fatores específicos próximos às células-tronco para controlar sua identidade”, disse Benham-Pyle. A equipa acredita que esta independência única pode explicar porque é que as planárias conseguem regenerar-se tão completamente enquanto a maioria dos animais não consegue.
“Esta descoberta significativa é uma propriedade de toda a planária que permite interações locais sutis e eventos de sinalização global que permitem às células-tronco alcançar esses feitos extraordinários de regeneração”, disse Benham-Pyle.
“A descoberta mais surpreendente, pelo menos nas planárias, é que o ambiente em que as células estaminais vivem não é fixo. Em vez disso, é dinâmico – o ambiente em que as células estaminais vivem é essencialmente composto pelos ‘amigos’ que as células estaminais e a sua descendência fazem à medida que se diferenciam”, disse Sánchez Alvarado. “Quanto mais compreendermos como as células próximas e os sinais gerais do corpo trabalham juntos para melhorar as capacidades e o poder das células estaminais, melhor poderemos criar formas de melhorar a cura natural do corpo. Este conhecimento poderá ajudar a desenvolver novos tratamentos e terapias regenerativas para os seres humanos no futuro.”
Outros autores incluem Carolyn Brewster, Ph.D., Dung Vuu, Riley Galton, Ph.D., Enya Dewars, Mol Mir, Carlos Guerrero-Hernández, Jason Morrison, Mary KcKinney, Ph.D., Lucinda Maddera, Kate Hall, Seth Malloy, Shiyuan Chen, Brian Slaughter, Ph.D., Sean McKinney, Ph.D., Stephanie Novotasky, Ph.D., e Anoja Pereira.
Este trabalho foi financiado pelo Instituto Nacional de Ciências Médicas Gerais (NIH) dos Institutos Nacionais de Saúde (Prêmio: R37GM057260) e recebeu apoio institucional do Stowers Institute for Medical Research. O conteúdo é de responsabilidade exclusiva dos autores e não representa necessariamente a opinião oficial do NIH.
