Epigenética

Existe uma “palavrinha” que conheci em minha pós, e achei muito interessante, porém como vem aparecendo com maior frequência em diversas publicações de artigos, achei importante falar sobre a mesma. É a EPIGENÉTICA. Mas afinal de contas do que se trata?

A ideia de que o ambiente pode alterar nossa herança celular não é nova e tem nome: epigenética. Ela é um campo da biologia que estuda interações causais entre genes e seus produtos que são responsáveis pela produção de fenótipo. Ela investiga a informação contida no DNA, a qual é transmitida na divisão celular, mas que não constitui parte da sequência do DNA. A epigenética trata de modificações no DNA que sinalizam aos genes se eles devem se expressar ou não. Esses marcadores não chegam a alterar nossa genética, mas deixam uma marca permanente ao ditar o destino do gene: se um gene não se expressa, é como se ele não existisse.

Enquanto a genética está associada à sequência do DNA, o termo epigenética refere-se às informações reversíveis que são introduzidas nos cromossomos e replicadas estavelmente durante as divisões celulares, mas que não modificam as sequências de nucleotídeos e dessa forma alteram o fenótipo sem mudar o genótipo (KENDREW, 1994). Mais recentemente, a epigenética foi definida como o estudo de processos que produzem um fenótipo herdável, mas que não dependem estritamente da sequência de DNA (LIEB et al., 2006). Este termo (epigenética) deriva do prefixo grego epi, que significa literalmente "on" ou "acima", e assim define o que está ocorrendo no suporte físico dos genes, a cromatina. (A cromatina é uma estrutura presente em todas as células que possuem núcleo. Na cromatina se encontra o DNA – a sede da informação genética – em um complexo com proteínas que inclui as histonas, as proteínas não histônicas e, possivelmente, pequenos RNAs. Quando uma célula não está se dividindo, chamamos esse conjunto de cromatina. Quando a célula está se dividindo, chamamos esse conteúdo de cromossomos)

Em um artigo publicado pela Veja, em 12.12.2012,  Carvalho, traz a seguinte explicação para a epigenética: Epigenética — Imagine o material genético humano como um manual de instruções. Os genes formariam o conteúdo do livro, enquanto as epimarcas ditariam como esse texto deveria ser lido. "A epigenética altera e regula a forma como os genes se expressam", explica a geneticista Mayana Zatz, do departamento de Genética e Biologia Evolutiva da Universidade de São Paulo (USP). É por meio dos comandos epigenéticos, por exemplo, que o pâncreas fabrica apenas insulina, apesar de as células nesse órgão terem genes para a produção de muitos outros hormônios. Acreditava-se que os traços da epigenética não eram hereditários, sendo apagados e recriados a cada passagem de geração. Como pesquisas nas últimas décadas mostraram que uma fração de epimarcas é, sim, passada de pais para filhos, Friberg, Rice e Gavrilets julgaram ter encontrado a peça que faltava para montar o quebra-cabeça.

Mas o que é um fenótipo herdável?

Para entender esse fato se faz necessário lembrar que o genótipo = o padrão de genes herdados (o mapa genético) e fenótipo = as características observáveis do indivíduo.  Os genes são transmitidos dos pais para os filhos de acordo com relações complexas que incluem o padrão dominante-recessivo, herança poligênica, imprinting genético, herança mitocondrial e herança multifatorial.

Em 1905, o geneticista britânico, Wiliam Bateson (1861-1926) cunhou o termo da genética como o termo relacionado à hereditariedade e variação dos organismos, baseado nos trabalhos de Gregor Mendel (1822-1884). Três décadas depois (1942), o geneticista, biólogo e filósofo Conrad Hal Waddington (1905-1975) definiu "epigenética" como "o ramo da biologia que estuda as interações causais entre genes e seus produtos, que trazem o fenótipo a ser". Quando Waddington cunhou o termo paisagem epigenética (“epigenetic landscape”), a natureza física dos genes e seu papel na hereditariedade não eram conhecidos, ele usou-a como uns modelos conceituais de como os genes podem interagir com o ambiente para produzir um fenótipo. E demonstrou que as ideias de herança apresentadas por Jean-Baptiste Lamarck (1744-1829) poderiam, pelo menos em princípio, ocorrer. Todas estas teorias foram fundamentadas nos estudos de Lamarck sobre assimilação de caracteres adquiridos por informação ambiental.

Epigenética pode ser a chave para muitas doenças humanas

Além da formação do comportamento, a epigenética também pode estar envolvido em doenças cerebrais e desordens. Um exemplo é a síndrome de Rett, uma doença genética que afeta quase exclusivamente as jovens e, atualmente, não tem cura. Em seus estágios iniciais, a síndrome de Rett provoca comportamentos semelhantes ao autismo, porém em fases posteriores, as meninas com síndrome de Rett podem perdem a capacidade de falar ou controlar o movimento.

A pesquisa mostrou a síndrome de Rett foi causada por uma mutação no gene MECP2. A proteína MeCP2 se liga e desliga genes com marcas epigenéticas. Sem função MeCP2 adequada, alguns genes ficar fora de sincronia. Ao identificar e manipular outras proteínas que desempenham funções semelhantes às MeCP2, os pesquisadores esperam que um dia melhorar as opções de tratamento para a síndrome de Rett.

Investigação em curso é saber que epigenética pode ser um fator chave na outras doenças cerebrais, como a esquizofrenia, autismo, e doença de Alzheimer, o que indica a importância de identificar padrões epigenéticos por todo o genoma e como elas são alteradas pela doença. Ao contrário de mutações genéticas, as marcas epigenéticas podem ser revertidas. Na verdade, os EUA Food and Drug Administration já aprovou várias drogas que trabalham para melhorar os resultados de saúde, modificando estas marcas.

Como muito do que sabemos agora sobre epigenética, muitas dessas drogas foram inicialmente identificadas por pesquisadores de câncer. Os cientistas do cérebro estão trabalhando  para desenvolver drogas mais seguras e eficazes para melhorar a função cognitiva e do comportamento nas pessoas.

Fonte:

BEE, Helen. A Criança em Crescimento. Porto Alegre: Artmed, 2011.

CARVALHO, Ricardo. Homossexualidade pode ser influenciada pela epigenética. Disponível on line em: http://veja.abril.com.br/noticia/ciencia/homossexualidade-pode-ser-influenciada-pela-epigenetica

GARCIA, Eloi. Epigenética: além da sequência do DNA. Disponível online em: http://www.jornaldaciencia.org.br/Detalhe.jsp?id=30541

KENDREW, J. The encyclopedia of molecular biology. Oxford: Blackwell Science, 1994.

LIEB, J. D.; BECK, S.; BULYK, M. L.; FARNHAM, P.; HATTORI, N.; HENIKOFF, S.; LIU, X. S.; OKUMURA, K.; SHIOTA, K.; USHIJIMA, T.; GREALLY, J. M. Applying whole genome studies of epigenetic regulation to study human disease. Cytogenetic and Genome Research, v. 114, n. 1, p. 1-15, 2006.