Uma nova investigação identificou o comprimento dos genes como um factor central no processo de envelhecimento, com genes longos a desempenhar um papel significativo tanto na aceleração como na desaceleração do envelhecimento. Esta visão muda o foco dos genes específicos do envelhecimento para o impacto mais amplo do comprimento do gene, oferecendo novos caminhos para a compreensão e potencialmente abordar as alterações e doenças relacionadas com a idade.
O que faz com que nosso corpo envelheça? Quatro estudos complementares, incluindo um da Northwestern Medicine, chegaram à mesma conclusão: genes longos.
Num novo artigo, os cientistas escrevem sobre as suas descobertas e como avançam o conhecimento existente sobre o envelhecimento.
“Genes longos que se tornam menos ativos com a idade podem ser a causa central do envelhecimento em nossos corpos”, disse o co-autor Thomas Stoeger, professor assistente de medicina em cuidados pulmonares e intensivos na Universidade do Noroeste Feinberg School of Medicine e membro do Potocsnak Longevity Institute. “Nossa descoberta avança no campo ao identificar um único fenômeno que conecta a maior parte do conhecimento existente sobre o envelhecimento e torna mensurável esse fenômeno subjacente.”
Comprimento do gene e envelhecimento biológico
O artigo, que destacou as descobertas compartilhadas por quatro grupos de pesquisa internacionais, foi publicado em Tendências em Genética em 21 de março. Os grupos são os primeiros a chegar à conclusão de que a maioria dos aspectos do envelhecimento biológico está relacionada ao comprimento do gene.
Condições conhecidas por acelerar o envelhecimento diminuem a atividade de genes longos. Isso inclui fumo, álcool, estresse oxidativo e irradiação UV. Condições conhecidas por retardar o envelhecimento aumentam a atividade de genes longos, como a restrição calórica. Além disso, genes que são muito curtos ou muito longos codificam processos celulares que mudam com o envelhecimento, como a formação de energia celular, a síntese de proteínas e a transmissão de sinais neurais.
A ligação entre genes longos e envelhecimento
“A regulação dos genes é um dos processos mais centrais da vida, e os nossos quatro estudos explicam porque é que a actividade dos genes longos, em particular, muda com o envelhecimento”, disse Stoeger. “Além do envelhecimento, mostramos que o mesmo achado ocorre em pacientes com Alzheimer doença, uma doença associada à idade. Nossas descobertas nos ajudam a repensar as causas das doenças neurodegenerativas, como a doença de Alzheimer. Como os genes com função neural são excepcionalmente longos, levantamos a hipótese de que a diminuição da atividade das células de genes longos não consegue produzir biomateriais suficientes para manter adequadamente a função neural”.
O gatilho do envelhecimento é um fenômeno físico relacionado ao comprimento dos genes e não aos genes específicos envolvidos ou à função desses genes, relatam os cientistas. As descobertas originais foram baseadas em uma mistura de dados moleculares de humanos, camundongos, ratos, killifish, C. elegans, D. melanogaster e experimentos em camundongos. Anteriormente, pesquisas científicas procuravam identificar genes específicos responsáveis pelo envelhecimento. Esta nova visão difere das abordagens biológicas predominantes que estudam os efeitos de genes únicos.
Danos e envelhecimento do DNA
Genes longos simplesmente têm mais locais potenciais que podem ser danificados. Os cientistas comparam isso a uma viagem: quanto mais longa a viagem, maior a probabilidade de algo dar errado. E como os papéis fisiológicos de alguns tipos de células dependem de genes que são mais longos do que os de outros tipos de células, é mais provável que alguns tipos de células sejam afetados por ADN danos que se acumulam à medida que envelhecem. Durante o envelhecimento, os genes sofrem danos à medida que as cadeias de DNA que os contêm se quebram. Isso impede que as células leiam as informações e ativem as informações contidas no gene. Quanto mais longo o gene, maior a probabilidade de existir pelo menos um local de dano no DNA e interromper a ativação do gene.
Como se sabe que as células neurais dependem de genes particularmente longos e são lentas ou não se dividem, elas são especialmente suscetíveis ao fenômeno. Muitos dos genes envolvidos na perda cerebral durante o envelhecimento e associados à doença de Alzheimer são excepcionalmente longos. Pacientes pediátricos com câncer, que são curados por quimioterapia que danifica o DNA, sofrem mais tarde de envelhecimento prematuro, incluindo neurodegeneração.
Referência: “O tempo está passando mais rápido para genes longos no envelhecimento” por Sourena Soheili-Nezhad, Olga Ibáñez-Solé, Ander Izeta, Jan HJ Hoeijmakers e Thomas Stoeger, 21 de março de 2024, Tendências em Genética.
DOI: 10.1016/j.tig.2024.01.009
A pesquisa da Northwestern foi apoiada pela bolsa R00AG068544 do Instituto Nacional sobre Envelhecimento do Instituto Nacional de Saúde.
