Um estudo num modelo de C. elegans mostra que o equilíbrio dos ARNm nas células afecta o tempo de vida

Por que algumas pessoas vivem mais que outras? Os genes em nosso DNA são importantes para nos ajudar a evitar doenças e manter a saúde geral, mas diferenças na sequência do genoma explicam menos de 30% da variação natural na expectativa de vida humana.

Investigar os efeitos do envelhecimento em nível molecular poderia lançar luz sobre as variações na expectativa de vida, mas coletar dados na velocidade, escala e qualidade necessárias para estudar isso em humanos é impossível. Por isso, os pesquisadores estão se voltando para vermes (Caenorhabditis elegans). Os humanos têm muitas semelhanças biológicas com essas pequenas criaturas, que também apresentam uma grande variação natural na expectativa de vida.

Pesquisadores do Centro de Regulação Genômica (CRG) monitoraram milhares de vermes geneticamente idênticos em um ambiente controlado. Mesmo quando a dieta, a temperatura e a exposição a predadores e patógenos eram as mesmas para todos os vermes, muitos deles continuaram a viver mais ou menos do que a média.

O estudo identificou a causa raiz dessa variação em alterações nos níveis de mRNA em células germinativas (células envolvidas na reprodução) e células somáticas (células que formam o corpo). O equilíbrio de mRNA entre esses dois tipos de células se rompe, ou se "desacopla", com o tempo, fazendo com que alguns indivíduos envelheçam mais rapidamente do que outros. Os resultados foram publicados na revista Cell.

O estudo também descobriu que a extensão e a velocidade do processo de desacoplamento são reguladas por um grupo de pelo menos 40 genes diferentes. Esses genes desempenham muitas funções diferentes no corpo, do metabolismo ao sistema neuroendócrino. Mas o estudo é o primeiro a mostrar que todos eles interagem para fazer com que alguns indivíduos vivam mais do que outros.

Desativar alguns genes aumentou a expectativa de vida dos vermes, enquanto desativar outros a encurtou. Esses resultados sugerem uma possibilidade surpreendente: diferenças naturais no envelhecimento dos vermes podem refletir aleatoriedade na atividade de muitos genes diferentes, fazendo parecer que os indivíduos foram submetidos à desativação de muitos genes diferentes.

"A longevidade de um verme depende de diferenças aparentemente aleatórias na atividade desses genes. Alguns vermes parecem ter apenas sorte, pois têm o conjunto certo de genes ativados na hora certa", afirma o Dr. Matthias Eder, primeiro autor do artigo e pesquisador do Centro de Regulação Genômica.

A eliminação de três genes — aexr-1, nlp-28 e mak-1 — teve um efeito particularmente drástico na variação da expectativa de vida, reduzindo o intervalo de cerca de 8 dias para apenas 4. Em vez de estender a vida de todos os indivíduos uniformemente, a remoção de qualquer um desses genes aumentou significativamente a expectativa de vida dos vermes de vida curta, enquanto a expectativa de vida dos vermes de vida mais longa permaneceu praticamente inalterada.

Os pesquisadores observaram os mesmos efeitos na expectativa de vida saudável, o período de vida passado com saúde, e não apenas na vida física. Eliminar apenas um dos genes foi suficiente para melhorar desproporcionalmente o envelhecimento saudável em vermes com baixa expectativa de vida.

"Não se trata de criar vermes imortais, mas sim de tornar o processo de envelhecimento mais justo do que é hoje. Estamos essencialmente fazendo o que os médicos fazem: pegando vermes que morreriam mais cedo do que seus pares e tornando-os mais saudáveis, ajudando-os a viver mais perto de sua expectativa de vida máxima. Mas estamos fazendo isso visando os mecanismos biológicos subjacentes ao envelhecimento, em vez de apenas tratar indivíduos doentes. Isso essencialmente torna a população mais uniforme e com vida mais longa", disse o Dr. Nick Stroustrup, autor sênior do estudo e líder da equipe no Centro de Regulação Genômica.

O estudo não aborda por que a desativação dos genes não parece impactar negativamente a saúde dos vermes.

"Vários genes podem interagir para fornecer redundância intrínseca após uma certa idade. Também pode ser que os genes não sejam necessários para indivíduos que vivem em um ambiente seguro e confortável, como um laboratório. Nas condições adversas da natureza, esses genes podem ser mais críticos para a sobrevivência. Essas são apenas algumas das teorias em funcionamento", diz o Dr. Eder.

Os pesquisadores fizeram suas descobertas desenvolvendo um método que mede moléculas de RNA em diferentes células e tecidos, combinando-o com a "Máquina de Tempo de Vida", um dispositivo que rastreia toda a vida de milhares de nematoides simultaneamente. Os vermes vivem em uma placa de Petri dentro da máquina, sob o olho do scanner.

O dispositivo filma os nematoides uma vez por hora, coletando uma grande quantidade de dados sobre seu comportamento. Os pesquisadores planejam criar uma máquina semelhante para estudar as causas moleculares do envelhecimento em camundongos, cuja biologia se assemelha mais à dos humanos.