Os relógios de envelhecimento, que medem a idade biológica com precisão, podem desviar-se da idade cronológica devido a influências ambientais, como tabagismo ou dieta alimentar. Pesquisadores da Universidade de Colônia descobriram que esses relógios, na verdade, rastreiam mudanças celulares aleatórias crescentes, sugerindo que o envelhecimento biológico pode ser influenciado por variações estocásticas em processos como metilação do DNA e atividade genética.
Os relógios de envelhecimento podem determinar com precisão a idade biológica de uma pessoa, que pode diferir da sua idade cronológica – a idade calculada a partir da data de nascimento – devido a influências ambientais como dieta ou tabagismo. A precisão destes relógios indica que o processo de envelhecimento segue um programa.
Os cientistas David Meyer e o professor Dr. Björn Schumacher do CECAD, o Cluster de Excelência em Respostas ao Estresse Celular em Doenças Associadas ao Envelhecimento da Universidade de Colônia, descobriram agora que os relógios de envelhecimento realmente medem o aumento nas mudanças estocásticas nas células. O estudo foi publicado recentemente em Envelhecimento da Natureza.
“O envelhecimento é desencadeado quando os blocos de construção das nossas células são danificados. O local onde esse dano ocorre é em grande parte aleatório. Nosso trabalho combina o precisão do envelhecimento dos relógios com o acúmulo de mudanças totalmente estocásticas em nossas células”, disse o professor Schumacher.
Menos verificações, mais ruído
Com o aumento da idade, o controlo dos processos que ocorrem nas nossas células torna-se menos eficaz, resultando em resultados mais estocásticos. Isto é particularmente evidente no acúmulo de mudanças estocásticas em ADN metilação. A metilação refere-se às mudanças químicas que afetam o DNA, os blocos de construção do genoma. Esses processos de metilação são estritamente regulados no corpo. No entanto, durante o curso da vida, ocorrem mudanças aleatórias nos padrões de metilação. O acúmulo de variação é um indicador altamente preciso da idade de uma pessoa.
A perda de controle sobre as células e o aumento da variação estocástica não se restringem à metilação do DNA. Meyer e Schumacher demonstram que o aumento nas variações estocásticas também na atividade genética pode ser usado como um relógio de envelhecimento. “Em princípio, seria viável ir ainda mais longe, permitindo que as variações estocásticas em qualquer processo na célula previssem a idade”, disse Schumacher. Segundo os autores, é sobretudo crucial verificar se tais relógios de envelhecimento podem mostrar o sucesso de intervenções que retardam o processo de envelhecimento ou de fatores prejudiciais que aceleram o envelhecimento.
Utilizando os conjuntos de dados disponíveis, os cientistas mostraram que fumar aumenta as mudanças aleatórias nos seres humanos e que intervenções “anti-envelhecimento”, como a menor ingestão de calorias em ratos, reduzem a variação nos padrões de metilação. Eles também mostraram que o ruído estocástico é até reversível por meio da reprogramação de células do corpo em células-tronco. Os cientistas compararam fibroblastos humanos da pele que foram reprogramados em células-tronco e que, como resultado da reprogramação, são rejuvenescedores. A alta variação indicativa da idade das células do corpo foi de fato revertida para o baixo ruído estocástico das células-tronco jovens.
Meyer e Schumacher esperam que as suas descobertas sobre a perda de regulação e o acúmulo de variações estocásticas levem a novas intervenções que possam atacar a causa raiz do envelhecimento e podem até levar ao rejuvenescimento celular. Um alvo para tais intervenções poderia ser a reparação de alterações estocásticas no ADN ou a melhoria do controlo da expressão genética.
Referência: “Envelhecimento de relógios baseados na acumulação de variação estocástica”, por David H. Meyer e Björn Schumacher, 9 de maio de 2024, Envelhecimento da Natureza.
DOI: 10.1038/s43587-024-00619-x
