Mudanças celulares aleatórias desempenham um papel vital na longevidade além da genética e do meio ambiente

Um novo modelo de envelhecimento leva em consideração não apenas a genética e as exposições ambientais, mas também as pequenas mudanças que surgem aleatoriamente no nível celular.

O professor universitário Caleb Finch apresentou o "Fenótipo Tripartido do Envelhecimento" como um novo modelo conceitual que aborda por que a expectativa de vida varia tanto, mesmo entre gêmeos idênticos humanos que compartilham os mesmos genes. Apenas cerca de 10 a 35 por cento da longevidade pode ser atribuída a genes herdados de nossos pais, Finch mencionado.

Finch escreveu o artigo apresentando o modelo com um de seus ex-alunos de pós-graduação, Amin Haghani, que recebeu seu PhD em Biologia do Envelhecimento da USC Leonard Davis School em 2020 e agora é um pesquisador de pós-doutorado na UCLA. No artigo, eles propõem que a herdabilidade limitada dos padrões de envelhecimento e longevidade em humanos é um resultado das interações gene-ambiente, junto com estocástico, ou acaso, variações nas células do corpo. Essas mudanças aleatórias podem incluir mudanças celulares que acontecem durante o desenvolvimento, dano molecular que ocorre mais tarde na vida, e mais.

Queríamos apresentar um mapa conceitual e alguma nova terminologia que irá motivar uma compreensão mais abrangente de quais são as limitações dos determinantes genéticos no envelhecimento, quão importante é considerar a variância genética em relação ao meio ambiente, e incluir este novo domínio de variações estocásticas, o que é muito bem reconhecido por diferentes áreas. Não foi realmente colocado em um contexto formal em que o pacote completo pode ser discutido, e é isso que espero que nosso artigo alcance. "

Caleb Finch, ARCO / William F. Kieschnick Cadeira em Neurobiologia do Envelhecimento na Escola Leonard Davis da USC

Expandindo a exposição

O novo modelo é uma extensão natural da ideia de exposto, que foi proposto pela primeira vez pelo epidemiologista do câncer Christopher Paul Wild em 2005 para chamar a atenção para a necessidade de mais dados sobre a exposição ao longo da vida a agentes cancerígenos ambientais. O conceito de exposição ilustra como fatores externos, variando de poluição do ar e status socioeconômico a dieta individual e padrões de exercícios, interagir com o endógeno, ou interno, fatores como o microbioma do corpo e os depósitos de gordura.

O exposome é agora um modelo convencional, eclipsando as caracterizações anteriores de fatores ambientais como afetando o risco "um por um". Finch já havia expandido o conceito de exposome com a introdução do exposome da doença de Alzheimer. O gero-exposome agora considera como os genes e o ambiente interagem ao longo da vida para moldar como envelhecemos.

O novo modelo ilustra que as variações célula a célula na expressão gênica, variações que surgem durante o desenvolvimento, mutações aleatórias, e as mudanças epigenéticas - desligando ou ligando os genes - devem ser explicitamente consideradas à parte da pesquisa genética ou ambiental tradicional sobre o envelhecimento, Disse Finch. Um estudo mais detalhado desses processos aleatórios foi possibilitado por técnicas de pesquisa de ponta, incluindo o estudo da transcrição de genes dentro de células individuais, bem como sequenciamento de ChIP, que pode ilustrar como as proteínas individuais interagem com o DNA.

Efeitos da casualidade na saúde

No papel, Finch e Haghani discutiram vários exemplos de como os riscos de doenças relacionadas à idade são mal previstos apenas pelo DNA, mas são fortemente influenciados pelas exposições ambientais, bem como pelo tempo e duração da exposição, inclusive durante o desenvolvimento ou ao longo de décadas.

Um exemplo bem conhecido de um gene que está associado ao aumento do risco de Alzheimer é ApoE-4; Contudo, ter o gene ApoE-4 não significa definitivamente que alguém terá Alzheimer. Estudos em camundongos e humanos revelaram que ApoE-4 e grupos de genes relacionados interagem com exposições como poluição do ar ou fumaça de cigarro para influenciar o risco, e os pacientes com Alzheimer também apresentam diferenças em sua epigenética em comparação com indivíduos sem a doença.

Ele acrescentou que a ideia de exposição ambiental pode ir além do que muitas pessoas esperam. A exposição a doenças no início da vida pode afetar os riscos à saúde mais tarde na vida - e ao longo das gerações.

"O ambiente ao qual estamos expostos remonta às nossas avós porque o óvulo de onde viemos estava nos ovários da nossa mãe no momento do seu nascimento, "ele explicou." Então isso significa, No meu caso, porque minha avó nasceu em 1878, Posso muito bem carregar alguns traços do ambiente do século 19, que incluiu uma exposição muito maior a doenças infecciosas porque não havia antibióticos. "

Finch disse que espera um modelo mais abrangente sobre como os genes, ambiente, e variações aleatórias ao longo do tempo interagem para influenciar o envelhecimento, levando a uma nova discussão sobre o que o campo de rápido desenvolvimento da medicina de precisão precisa levar em consideração para promover o envelhecimento saudável.

"Acho que haverá um reconhecimento muito maior na compreensão dos padrões individuais de envelhecimento, "disse ele." Só podemos defini-lo até certo ponto, conhecendo os riscos genéticos; devemos ter uma compreensão mais abrangente das exposições ao longo da vida, ambientes e estilos de vida de um indivíduo para ter uma melhor compreensão do risco genético para doenças específicas. "

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