Estreitando-se na Teoria do Envelhecimento

Um novo estudo aumenta e fortalece os elos que levaram os cientistas a propor a “teoria do transposão do envelhecimento”.

"Até agora tem havido associações e sugestões que para todos nós fazem sentido, mas a diferença na ciência é que você precisa dos dados para respaldar sua opinião."

Os transposons são elementos desonestos do DNA que se libertam em células envelhecidas e se reescrevem em outras partes do genoma, potencialmente criando um caos encurtador de vida nas composições genéticas dos tecidos.

À medida que as células envelhecem, estudos prévios mostraram, embrulhar firmemente a heterocromatina que tipicamente aprisiona os transposons torna-se mais solto, permitindo que eles deslizem para fora de suas posições nos cromossomos e se movam para novos, interrompendo a função celular normal. Enquanto isso, cientistas mostraram que intervenções potencialmente relacionadas, como restringir calorias ou manipular certos genes, podem aumentar a longevidade em animais de laboratório.

"Neste relatório, o grande passo em frente é para a possibilidade de um verdadeiro relacionamento causal", diz Stephen Helfand, professor de biologia na Universidade de Brown e autor sênior de um novo estudo no Proceedings, da Academia Nacional de Ciências. "Até agora tem havido associações e sugestões que para todos nós fazem sentido, mas a diferença na ciência é que você precisa dos dados para respaldar sua opinião."


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Ligando os pontos

Os novos resultados, liderados pelo investigador Jason Wood, vêm de vários experimentos que são completos e diretos na conexão dos pontos entre a heterocromatina enfraquecida, o aumento da expressão do transposon, o envelhecimento e a expectativa de vida.

Em um conjunto de experimentos, a equipe captou visualmente elementos transponíveis no ato de pular em moscas de frutas à medida que envelheciam. Eles inseriram trechos genéticos especiais em células do corpo gorduroso, o equivalente a células de fígado e gordura humanas em moscas que brilham em verde brilhante quando elementos transponíveis específicos se movem no genoma. Sob o microscópio, os cientistas puderam ver um padrão claro de como as "armadilhas" brilhantes se iluminavam cada vez mais à medida que as moscas envelheciam.

O aumento na atividade do transposon não foi estável, já que as moscas cresceram. "As moscas atingem uma certa idade e depois decolam mais exponencialmente", diz Wood. Os dados mostram que o período em que a atividade dos elementos transponíveis realmente começa a aumentar está estreitamente correlacionado com o tempo em que as moscas começam a morrer.

Várias experiências no estudo também mostram que uma intervenção chave que já se sabe que aumenta o tempo de vida, uma dieta de baixa caloria, atrasa dramaticamente o início do aumento da atividade do transposon.

Para explorar ainda mais a conexão entre a expressão do transposon e o tempo de vida, a equipe testou os efeitos da manipulação de genes conhecidos por melhorar a repressão da heterocromatina que não são encontrados apenas em moscas, mas também em mamíferos. Por exemplo, o aumento da expressão do gene Su (var) 3-9, que ajuda a formar a heterocromatina, estendeu o tempo de vida máximo da mosca de 60 para 80 dias. O aumento da expressão de um gene chamado Dicer-2, que usa a pequena via de RNA para suprimir os transposons, também foi adicionado significativamente ao tempo de vida.

Finalmente, eles mostraram que uma droga anti-HIV chamada 3TC, que inibe a ativação de transposons e seu movimento para novas posições no genoma, pode restaurar um tempo de vida para moscas que têm uma mutação que desativa o Dicer-2.

Próximos passos

Para todos os novos resultados, Helfand diz que ainda não é hora de declarar abertamente que os transposons são uma causa dos efeitos da saúde do idoso. "Eles fazem uma história forte", diz ele. "Estamos começando a colocar a carne no esqueleto."

Mas novos experimentos estão planejados. Por exemplo, a equipe incentivará propositadamente a expressão de elementos transponíveis para ver se isso prejudica a saúde e a expectativa de vida. Outra abordagem poderia ser usar a poderosa técnica de edição de genes CRISPR para desabilitar especificamente a capacidade de mobilização de elementos transponíveis dentro do genoma. Se essa intervenção afetasse a expectativa de vida, isso também seria revelador, diz Helfand.

A equipe também continua desenvolvendo intervenções de medicamentos na esperança de aumentar sua eficácia e aprender mais sobre sua segurança.

Brown também está liderando uma nova concessão com a Universidade de Nova York e a Universidade de Rochester para avançar ainda mais no estudo dos transposons no envelhecimento.

Embora os transposons pareçam ser um fator significativo no envelhecimento, Helfand e Wood dizem que eles provavelmente farão parte de um conjunto mais amplo de processos que prejudicam a saúde ao longo do tempo. "Há muitos mecanismos potenciais que influenciam o processo de envelhecimento", diz Wood. "Há muitas coisas acontecendo, mas achamos que essa é uma delas."

Os Institutos Nacionais de Saúde e a Federação Americana para Pesquisa sobre Envelhecimento financiaram a pesquisa.

Fonte: Universidade Brown

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