Na esteira da descoberta da molécula de DNA, o código do ácido nucleico foi comumente considerado o início e o fim da herança genética.
Hoje entende-se que as marcações químicas ligadas a seções-chave de uma sequência genética não só afetam a forma como os genes são lidos, mas podem mudar em resposta a exposições ambientais. Além do mais, eles podem realmente ser transferidos de uma geração para outra.
Chamada de herança epigenética transgeracional, essa pode ser uma rota pela qual a saúde, o estilo de vida ou mesmo o ambiente dos pais afetam a saúde e o desenvolvimento dos descendentes na árvore genealógica por gerações.
Embora as mudanças em si pareçam claras, os mecanismos exatos em ação ainda precisam ser totalmente compreendidos.
Agora, um novo estudo em lombrigas mostrou como uma modificação epigenética comum pode ser transmitida através de três gerações via esperma, influenciando a atividade genética e o desenvolvimento em ‘netos’.
Embora as evidências de humanos de uma memória epigenética tão duradoura permaneçam escassas, o estudo de lombrigas (Caenorhabditis elegans) é bastante revelador.
“Esses resultados estabelecem uma relação de causa e efeito entre as marcas de histonas transmitidas pelo esperma e a expressão e desenvolvimento gênico na prole e netos”, diz Susan Strome, bióloga molecular e celular da Universidade da Califórnia, em Santa Cruz.
As mudanças epigenéticas são ornamentos moleculares adicionados ao DNA que vêm em várias formas e governam quando e como as instruções genéticas são seguidas.
Se a maquinaria da célula que lê seu genoma não puder acessar certos genes porque moléculas volumosas estão em seu caminho, então esses genes não serão decifrados em proteínas. Enrolar longas cadeias de DNA em torno dos principais complexos de proteínas chamados histonas de maneira suficientemente apertada pode ter um efeito silenciador semelhante.
Acreditava-se que a maioria dessas modificações epigenéticas eram apagadas e ‘reiniciadas’ após a fertilização, pela qual as células sexuais são reprogramadas para garantir o desenvolvimento normal. Mas, como mostram os estudos em animais (incluindo um número baseado em mamíferos), parece que algumas mudanças epigenéticas podem escapar da reprogramação e ser transferidas entre gerações.
Este último estudo usou C. elegans como organismo modelo para investigar se as marcações epigenéticas são preservadas ou reescritas em embriões de lombrigas e, se persistirem, como essas marcações influenciam a expressão gênica na prole.
Uma marcação epigenética em uma proteína histona que leva o DNA sendo mais densamente empacotado, por sua vez, desligando genes naquela região, foi o foco dos experimentos.
Os pesquisadores “retiraram” seletivamente essa marcação de histonas dos cromossomos do esperma de C. elegans, que foram então usados para fertilizar óvulos com cromossomos totalmente marcados.
Em seguida, eles analisaram os níveis de atividade dos genes na prole resultante e descobriram que os genes nos cromossomos herdados do esperma não eram mais suprimidos.
“Alguns genes foram ativados de forma aberrante e permaneceram no estado sem a marca repressiva, enquanto o resto do genoma recuperou a marca, e esse padrão foi passado para os netos”, explica Strome.
“Nós especulamos que, se esse padrão de empacotamento de DNA for mantido na linhagem germinativa, ele poderá ser transmitido por várias gerações”.
Não vamos esquecer, são lombrigas que estamos falando. Pesquisas anteriores sobre essas criaturas translúcidas mostraram que as mudanças epigenéticas podem ser transmitidas por impressionantes 14 gerações, o que é selvagem, mas isso diz pouco sobre os humanos.
Alguns estudos humanos raros e notáveis descobriram evidências de que o acesso de um avô à comida afeta os resultados de saúde da prole de seus filhos, duas gerações depois.
Outra pesquisa analisou as ligações entre a saúde materna, incluindo hábitos de fumar e asma infantil, ou mostrou como eventos na primeira infância podem gravar edições químicas no DNA de uma pessoa que influenciam sua saúde mais tarde na vida.
Mas estudos em humanos que fazem uma conexão direta entre saúde parental, mudanças epigenéticas nas células sexuais e resultados da prole são “praticamente inexistentes”, como uma revisão do campo colocou, em parte por causa das limitações dos estudos epidemiológicos que só podem produzir associações , não relações causais.
Desembaraçar a influência de marcadores epigenéticos de influências genéticas, culturais e comportamentais também é um grande desafio. Como você começa a separar a genética de circunstâncias sociais ou condições ambientais que persistem por gerações?
É por isso que estudos em animais como este são úteis para “iluminar como a herança epigenética pode moldar o desenvolvimento e a saúde das gerações futuras”, escreveram Strome e colegas em seu artigo publicado.
A equipe diz que suas descobertas refletem as de células de mamíferos cultivadas em laboratório, e que outros estudos recentes sugeriram que marcadores de histonas herdados de esperma também são uma característica em camundongos.
Esses paralelos podem significar que o mecanismo também pode se estender aos humanos. Mas ainda não sabemos muito sobre como a herança epigenética opera ao longo de várias gerações, ou se de fato funciona.
Dados os obstáculos éticos e logísticos para investigar essas questões em humanos, pode levar muito tempo até que o façamos.
Publicado em 04/10/2022 13h09
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