A transmissão da informação epigenética de uma célula a outra, durante a divisão celular, é fundamental para a funcionalidade das células-tronco embrionárias e também para o envelhecimento. Essa foi a descoberta de um novo estudo conduzido pela Universidade de Copenhague.
Os pesquisadores revelaram que é crucial transmitir informações especiais nas células durante sua divisão para que as células-tronco embrionárias funcionem adequadamente. Essas células-tronco são como as peças iniciais de um quebra-cabeça que se transformam em diferentes tipos de células em nosso corpo.
Entender como as células mantêm sua identidade (graças à epigenética) ao longo do tempo é fundamental, pois isso afeta nosso envelhecimento e nossa suscetibilidade a doenças associadas ao envelhecimento, como o câncer.
Imagine que todas as células do nosso corpo têm um conjunto de instruções genéticas idênticas, mas essas instruções são lidas de maneira diferente em cada tipo de célula (como células nervosas, músculos, pele, etc.).
Essas diferenças são controladas por informações especiais chamadas “epigenéticas”, que podem ser transmitidas de uma geração de células para a próxima.
Os pesquisadores deste estudo se concentraram em entender como essas informações epigenéticas são passadas às células-filhas. Eles descobriram que um grupo de proteínas chamadas “histonas” desempenha um papel essencial nesse processo.
As histonas são como marcadores que carregam informações importantes que dizem às células o que fazer e como se comportar.
Ao entender como essas informações são transmitidas, os cientistas podem manipular esse processo. Eles conseguiram criar células-tronco embrionárias de camundongo com uma fita de DNA que não tinha essas informações especiais, enquanto a outra fita tinha todas elas.
Isso permitiu que eles descobrissem como essas informações afetam o desenvolvimento das células.
Envelhecimento: perda de informação epigenética
O processo de alteração epigenética pode acelerar o envelhecimento e envolve mudanças nas marcações químicas que controlam a expressão gênica, especificamente na metilação do DNA e nas modificações das histonas.
Essas alterações podem levar a uma perda progressiva de informações epigenéticas, resultando em disfunção celular e envelhecimento acelerado.
Eis como esse processo ocorre:
Metilação do DNA: A metilação do DNA envolve a adição de grupos metil às regiões do DNA, conhecidas como promotores, que regulam a expressão gênica. Quando o DNA é excessivamente metilado em locais-chave, os genes associados a essas regiões podem ser desligados ou silenciados. Com o tempo, a metilação excessiva pode levar à perda de expressão de genes que são importantes para a função celular e a manutenção do organismo.
Modificações das Histonas: As histonas são proteínas ao redor das quais o DNA se enrola no núcleo da célula. Modificações químicas nas histonas podem afetar a maneira como o DNA é empacotado e, portanto, sua acessibilidade aos fatores de transcrição, que controlam a transcrição gênica. Alterações nas histonas podem levar a uma regulação inadequada dos genes, resultando em uma expressão gênica anormal.
Envelhecimento Natural: À medida que envelhecemos, é natural que ocorram algumas mudanças epigenéticas. Isso pode incluir um aumento na metilação do DNA em certas regiões e alterações nas modificações das histonas. Essas mudanças podem afetar a capacidade das células de manter sua identidade e função ao longo do tempo.
Fatores Ambientais e Estilo de Vida: A exposição a fatores ambientais, como poluentes, radiação ultravioleta, dieta inadequada, tabagismo e estresse crônico, pode acelerar as mudanças epigenéticas. Esses fatores podem desencadear a metilação excessiva do DNA e alterações nas histonas, comprometendo ainda mais a função celular.
Acúmulo de Danos Celulares: As mudanças epigenéticas prejudiciais podem levar a um ciclo vicioso de danos celulares. Por exemplo, quando os genes que regulam a reparação do DNA são silenciados devido a alterações epigenéticas, isso pode levar ao acúmulo de danos no DNA, tornando as células mais propensas a envelhecer e a se tornarem disfuncionais.
A aceleração do envelhecimento devido a alterações epigenéticas é uma área ativa de pesquisa. Os cientistas estão trabalhando para entender melhor como essas mudanças ocorrem e como podem ser prevenidas ou revertidas.
Isso inclui o desenvolvimento de terapias epigenéticas que visam restaurar informações epigenéticas perdidas, potencialmente retardando o processo de envelhecimento e reduzindo o risco de doenças relacionadas à idade.
Referência:
Wenger, A., Biran, A., Alcaraz, N. et al.Symmetric inheritance of parental histones governs epigenome maintenance and embryonic stem cell identity. Nat Genet (2023). https://doi.org/10.1038/s41588-023-01476-x
