Por que os cientistas estão estudando a hibernação para combater a obesidade
Muitos mamíferos ganham peso e tornam-se resistentes à insulina durante o outono. No entanto, essas mudanças são facilmente reversíveis e os mamíferos não desenvolverão nenhum sintoma prejudicial à saúde. Os pesquisadores acreditam que a explicação para isso está nos mecanismos associados à hibernação.
Crédito da imagem: Little brown bat por Ann Froschauer / U.S. Fish and Wildlife Service / via Wikimedia Commons
Os pesquisadores reconheceram o fato de que uma grande variedade de animais têm "superpoderes".
Especificamente, as mesmas condições que afetam os humanos - algumas das quais podem ser fatais - podem não afetar os animais.
Dois desses exemplos são elefantes e baleias, cujo risco de câncer é praticamente zero. Outros animais provavelmente não desenvolverão doenças metabólicas como a obesidade. Por que é isso?
Os pesquisadores Elliott Ferris e Christopher Gregg, da Universidade de Utah em Salt Lake City, acreditam que a hibernação pode ter algo a ver com isso.
Muitos mamíferos em todo o mundo hibernam na estação fria. A hibernação é caracterizada por entrar em um estado semelhante ao do sono, no qual a temperatura corporal cai, a respiração fica mais lenta, o coração bate mais devagar e todos os outros processos metabólicos (processos fisiológicos automatizados e autorregulados) ficam mais lentos.
Isso permite que os animais em hibernação sobrevivam durante os meses de inverno, quando o alimento se torna escasso e as condições de vida menos amigáveis.
Como Ferris e Gregg observam em seu novo artigo de estudo na revista Relatórios de Célula, muitos animais que hibernam ganham muito peso durante a hibernação. Eles também se tornam resistentes à insulina.
Esses são dois aspectos característicos da obesidade. No entanto, em animais em hibernação, eles significam apenas que os animais são capazes de acessar uma reserva oportuna de gordura durante os meses de inverno.
Ao contrário de quando os humanos desenvolvem obesidade, os hibernadores podem mais tarde facilmente perder o peso extra e seus corpos automaticamente reverter a resistência à insulina. Além disso, ao contrário dos humanos com obesidade, os mamíferos em hibernação não desenvolvem hipertensão ou inflamação de baixo grau, o que poderia levar a maiores problemas de saúde.
Por essas razões, Ferris e Gregg acreditam que alguns mecanismos genéticos envolvidos na regulação da hibernação também podem desempenhar um papel no controle da obesidade.
Revelando os segredos do DNA não codificador
“Os hibernadores desenvolveram uma capacidade incrível de controlar seu metabolismo”, explica Gregg, professor associado do Departamento de Neurologia e Anatomia da Universidade de Utah.
“O metabolismo molda os riscos para muitas doenças diferentes, incluindo obesidade, diabetes tipo 2, câncer e doença de Alzheimer”, acrescenta. “Acreditamos que compreender as partes do genoma que estão ligadas à hibernação nos ajudará a aprender a controlar os riscos de algumas dessas doenças importantes.”
“Uma grande surpresa do nosso novo estudo é que essas partes importantes do genoma estavam escondidas de nós em 98% do genoma que não contém genes - costumávamos chamá-lo de‘ DNA lixo ’”, diz Gregg.
Para seu novo estudo, Gregg e Ferris analisaram os genomas de quatro espécies de mamíferos em hibernação: o esquilo terrestre de treze linhas, o pequeno morcego marrom, o lêmure rato cinza e o ouriço-cacheiro tenrec menor.
Ao comparar os genomas dessas espécies, os pesquisadores descobriram que todos eles haviam evoluído - de forma independente - uma série de seções curtas de DNA chamadas de “regiões aceleradas paralelas”.
Regiões aceleradas também existem em humanos, embora os cientistas entendam muito pouco sobre elas. O que os pesquisadores sabem até agora é que as regiões aceleradas apresentam DNA não codificador e que não mudaram muito à medida que os mamíferos evoluíram ao longo dos tempos.
Exceto em humanos, isto é, nos quais eles repentinamente começaram a mudar e mudar na época em que nos separamos de nossos "primos" primatas.
Depois de analisar os dados, os pesquisadores notaram que regiões aceleradas paralelas aparecem perto de genes ligados à obesidade em humanos.
Para confirmar a ligação entre regiões aceleradas e genes que desempenham um papel no controle da obesidade, Gregg e Ferris analisaram um conjunto muito específico de genes: aqueles que conduzem a síndrome de Prader-Willi, uma condição genética rara em humanos.
Entre outros sintomas, essa condição é caracterizada por um apetite excessivo, que pode levar a um ganho de peso prejudicial à saúde e à obesidade.
Ao olhar para os genes ligados à síndrome de Prader-Willi, os pesquisadores descobriram que esses genes estão associados a mais regiões aceleradas do hibernador quando comparados com genes que não desempenham um papel nesta condição genética.
‘Estabelecendo as bases para novas pesquisas’
Seguindo esses resultados, Gregg e Ferris agora sugerem que os animais em hibernação podem ter desenvolvido mecanismos que lhes permitem “desligar” automaticamente a atividade de certos genes associados à obesidade. Este não é o caso dos mamíferos não-inibidores.
Os pesquisadores também identificaram 364 elementos genéticos que podem ajudar a regular a hibernação e controlar a obesidade.
“Nossos resultados mostram que as regiões aceleradas do hibernador são enriquecidas perto de genes ligados à obesidade em estudos de centenas de milhares de pessoas, bem como perto de genes ligados a uma forma sindrômica de obesidade”, diz Ferris.
“Portanto, ao reunir dados de humanos e animais em hibernação, fomos capazes de descobrir chaves regulatórias mestras candidatas no genoma para controlar a obesidade em mamíferos”, acrescenta.
Usando tecnologia especializada de edição de genes, os pesquisadores estão atualmente testando o papel desses 364 elementos genéticos em modelos de camundongos. Eles esperam que suas descobertas os ajudem a encontrar uma maneira de controlar não apenas a obesidade, mas também outras condições relacionadas a mecanismos metabólicos.
“Uma vez que a obesidade e o metabolismo moldam os riscos para muitas doenças diferentes, a descoberta dessas partes do genoma é uma visão realmente empolgante que estabelece as bases para muitas novas direções de pesquisa importantes. Temos novos projetos emergentes para envelhecimento, demência e síndrome metabólica. ”
Christopher Gregg
