thumb|300px|A estrela-do-mar regenera seus braços thumb|300px|O Lygodactylus luteopicturatus regenera a cauda Regeneração é a capacidade dos tecidos, órgãos ou mesmo organismos se renovarem ou ainda de se recomporem após danos físicos consideráveis. Deve-se à capacidade das células não afetadas de se multiplicarem e, em acordo com a necessidade, de se diferenciarem, a fim de recompor a parte lesionada.
Introdução A capacidade de regeneração tecidual depende do tipo de célula, tecido ou órgão afetados pela injúria, dependendo também da capacidade de multiplicação da célula e se as células envolvidas são capazes de se regenerar, mas em diferentes níveis de capacidade. O tecido nervoso periférico tem baixo poder de regeneração, mas pode se recompor diante de algumas agressões, já no tecido nervoso central os neurônios não podem ser regenerados.
Alguns animais são muito conhecidos pela capacidade de regeneração de seus tecidos, órgãos ou mesmo sistemas. As planárias, os axolotes (salamandra-mexicana) e a estrela-do-mar são exemplos. A regeneração das caudas das lagartixas constitui também exemplo de regeneração, nesse caso, de um órgão completo.
O epitélio (pele) se regenera rápida e facilmente quando destruído. Células hepáticas (fígado) e tecido ósseo também apresentam alto poder de regeneração. As células do músculo liso são capazes de regenerar em resposta a fatores quimiotáticos (que atraem outras células) e mitogênicos (que promovem mitose). Já o músculo é frequentemente classificado como permanente, sendo incapaz de regeneração. Todas as variedades de tecido conjuntivo são, também, incapazes de sofrer regeneração. É importante destacar que uma falha no mecanismo que limita e controla a capacidade e a velocidade de regeneração em tecidos específicos, leva, geralmente, à formação de tumores.
Regeneração tecidual e modificações celulares Os novos tipos celulares podem vir de diferentes fontes, como: células-tronco presentes no organismo; a partir de desdifereniciação, que nada mais é do que a perda da especificação de um dado tipo celular (ele basicamente perde sua “especificidade” ou seu estado diferenciado), o que leva à produção de células que vão se dividir e atuar como progenitoras na reparação daquele tecido danificado; as próprias células já diferenciadas do organismo podem sofrer inúmeras divisões, de modo a reparar o tecido formado por elas; além disso, as novas células, que irão atuar no processo de regeneração, podem surgir a partir de transdiferenciação, ou seja, um tipo celular específico se desdiferencia e, depois, se rediferencia em uma célula nova, com uma função e um tipo diferentes do anterior, ou seja, altera seu estado de diferenciação (por exemplo, se tem-se uma célula epitelial, ela pode se transdiferenciar em célula muscular, podendo, então, atuar na regeneração do tecido muscular que foi danificado e precisa de reparos).TANAKA, Elly M.; REDDIEN, Peter W. The cellular basis for animal regeneration. Developmental cell, v. 21, n. 1, p. 172-185, 2011.
O mecanismo de transdiferenciação, especificamente, pode ocorrer sem, necessariamente, haver divisão celular, podendo ocorrer via um progenitor que foi obtido a partir de um processo de desdiferenciação.
Regeneração em animais miniatura|Neoblastos, células encontradas em planárias que tem o papel de regeneração
Poríferos No caso dos poríferos, testes in vitro mostraram que a colocação de células agregadas advindas do animal, permitiam a formação de um novo animal, com corpo completo e funcional. O processo de regeneração nesse caso, gera, então um novo animal, completo, de modo que se possa concluir que suas células apresentam uma alta capacidade regenerativa. Isso também é demonstrado quando se corta o animal em vários pedaços, pois cada um deles origina um novo animal depois de um tempo.GIERER, Alfred et al. Regeneration of hydra from reaggregated cells.Nature/New Biology, n. 88, p. 98-101, 1972.
Hidra A Hidra é um gênero de pólipo de água viva, pertencente ao grupo Cnidaria, que apresenta uma capacidade elevada de regeneração, pois a mesma ocorre no corpo todo, chegando a formar um novo indivíduo. Os testes in vitro mostraram que, ao permitir que as células retiradas da hidra formem agregados, os tentáculos, outras partes do corpo e até o animal inteiro podem ser formados novamente, mostrando que as células desse animal apresentam, assim como em poríferos, uma alta capacidade regenerativa.
Quando se corta o animal em vários pedaços, o que se observa é que, após um certo período de tempo, cada um dos pedaços originou um novo animal completo, motivo pelo qual a hidra é um dos maiores exemplos quando se pensa em regeneração. Muito disso, se deve à capacidade que as células da hidra têm de se organizarem sozinhas, o que é devido a uma constante produção de células e também de fatores sinalizadores nos adultos.BOSCH, Thomas CG. Why polyps regenerate and we don't: towards a cellular and molecular framework for Hydra regeneration. Developmental biology, v. 303, n. 2, p. 421-433, 2007.
A regeneração do animal ocorre ou na parte dos pés (“tentáculos”) ou na parte da cabeça do mesmo. Os tecidos da região gástrica da hidra, contém polaridade, de modo que seja possível para as células, distinguirem se a regeneração deve ocorrer na parte apical da cabeça, ou na basal do pé, de modo que o novo animal contenha todas as partes. A regeneração da cabeça é mais complexa que a do pé e exige mecanismos gênicos mais elaborados. A regeneração em hidras é definida como “morphallaxis”, pois a regeneração resulta de um rearranjo do conteúdo celular e tecidual do animal, sem haver proliferação celular.
Platelmintos Dentre os platelmintos, o animal mais popularmente conhecido por sua grande capacidade regenerativa são as planárias. Esses animais são capazes de regenerar seu corpo completamente, após este ser cortado em diversos pedaços. Após o corte do seu corpo, os neoblastos (células-tronco pluripotentes) começam a se proliferar, percorrendo todo o corpo (a parte dele) do animal, “completando-o” e formando, posteriormente, um novo animal completo.REDDIEN, Peter W.; ALVARADO, Alejandro Sánchez. Fundamentals of planarian regeneration. Annu. Rev. Cell Dev. Biol., v. 20, p. 725-757, 2004.
Devido a sua característica regenerativa, as planárias são muito estudadas, e sua regeneração é bem conhecida pela ciência. Esse animal apresenta mecanismos de diferenciação celular em todo o seu ciclo de vida. As pesquisas contribuem para estudos na área biomédica relacionada com célula-tronco, regeneração tecidual e desordens degenerativas.
Anelídeos A regeneração em anelídeos é bastante diversificada ao longo dos grupos que formam esse clado. Alguns animais são capazes de regenerar tanto a parte anterior quanto a posterior, outros regeneram só uma das duas enquanto outros não se regeneram em nenhum momento.HILL, Susan Douglas. Caudal regeneration in the absence of a brain in two species of sedentary polychaetes. Development, v. 28, n. 3, p. 667-680, 1972. O processo regenerativo, nos animais que o apresentam ocorre a partir da evolução do blastema (semelhante aos platelmintos, o blastema é o nome dado ao conjunto de células-tronco do animal) que vai se proliferando e evoluindo ao longo do corpo, regenerando a parte perdida.ZORAN, Mark J. Regeneration in annelids. eLS, 2010.
Em poliquetas, a regeneração acontece a partir da desdiferenciação celular e da rediferenciação das células naquelas que irão compor o tecido perdido que está sendo regenerado.BELY, Alexandra E. Early events in annelid regeneration: a cellular perspective. Integrative and comparative biology, v. 54, n. 4, p. 688-699, 2014. Esse processo em alguns grupos ainda não está elucidado, sendo falado aqui apenas o que se sabe de grupos mais gerais e que apresentam maior número de estudos a respeito desse processo.
Artrópodes Com relação aos artrópodes, cada grupo pertencente a esse clado, apresenta uma forma diferente de regeneração, mas esta é bem mais simples e quase nunca envolve a formação completa de vários membros, não envolvendo a formação de um novo animal, por exemplo. Esse mecanismo de regeneração é quase sempre regulado por alguns hormônios liberados pelos artrópodes quando perdem um membro, seja devido à predação, seja devido à autotomia.TRAVIS, OROTHY F. The molting cycle of the spiny lobster, Panulirus argus Latreille. II. Pre-ecdysial histological and histochemical changes in the hepatopancreas and integumental tissues. The Biological Bulletin, v. 108, n. 1, p. 88-112, 1955.
Nesse clado, a regeneração também ocorre a partir do blastema, da mesma forma que em platelmintos e anelídeos. Uma curiosidade sobre esse grupo, é que os aracnídeos, principalmente aranhas e escorpiões, são capazes de regenerar seu veneno, cujo conteúdo e volumes finais são diferentes dos originais, pois as proteínas contidas nele são diferentes.NISANI, Zia; DUNBAR, Stephen G.; HAYES, William K. Cost of venom regeneration in Parabuthus transvaalicus (Arachnida: Buthidae).Comparative Biochemistry and Physiology Part A: Molecular & Integrative Physiology, v. 147, n. 2, p. 509-513, 2007.
Equinodermos O exemplo de regeneração mais comum dentro do grupo dos equinodermos é a regeneração dos braços da estrela-do-mar. Muitas demonstrações são feitas onde o braço desse animal é cortado e em relativamente pouco tempo, o mesmo se regenera. É muito comum, ao se coletar animais como a estrela-do-mar, encontrar animais que tenham dois ou mais membros em regeneração, sendo que cada um deles está em um estágio desse processo.
Além dessa regeneração de estruturas (membros) os equinodermos, principalmente os pepinos-do-mar, têm a capacidade de regenerar estruturas viscerais, as quais, em alguns tipos de mecanismos de defesa, são regurgitadas e “abandonadas”, sendo, posteriormente regeneradas.CARNEVALI, MD Candia. Regeneration in Echinoderms: repair, regrowth, cloning. Invertebrate Survival Journal, v. 3, p. 64-76, 2006. Nesse grupo animal, alguns estudos comparativos observaram que a perda e regeneração de membros faz parte da reprodução assexuada desse grupo, pois, após mecanismos específicos de fissão, presentes nesses animais. Os ofiuroides e e oloturoides também apresentam esse mecanismo reprodutivo, com divisão do corpo em algumas partes, as quais, individualmente, a partir de mecanismos regenerativos, formam cada uma um novo indivíduo. Essa forma de reprodução é mais comumente encontrada em animais de menor tamanho e depende também da idade do animal. Geralmente animais maiores tendem a se reproduzir de maneira sexuada.
Anfíbios No caso dos anfíbios, a salamandra e o tritão são os animais mais populares quando se pensa em regeneração, pois são capazes de regenerar um membro perdido por completo.
Apesar de a regeneração de membros ser o exemplo mais comum quando se fala sobre o processo regenerativo, a regeneração da retina é um aspecto bastante interessante nos anfíbios, sendo que o caso do tritão é o mais interessante, uma vez que ele aparentemente mantém essa capacidade de regeneração da retina ao longo de toda a sua vida adulta (órgão do olho que, na maioria das vezes, não consegue se regenerar quando perdida ou danificada, quando se pensa em indivíduos adultos).MITASHOV, VICTOR I. Retinal regeneration in amphibians. International Journal of Developmental Biology, v. 41, n. 6, p. 893-905, 2004. No caso de outros anfíbios, como sapos adultos, a regeneração é bem limitada, sendo que em Xenopus adulto, após a perda de um membro, apenas uma estrutura cartilaginosa e sem dígitos é formada. Acredita-se que a capacidade de regeneração completa do membro de anuros seja perdida após o processo de metamorfose.YAKUSHIJI, Nayuta et al. Correlation between Shh expression and DNA methylation status of the limb-specific Shh enhancer region during limb regeneration in amphibians. Developmental biology, v. 312, n. 1, p. 171-182, 2007.