Cientistas aumentaram a expectativa de vida desses vermes em 500%

Cientistas no Laboratório Biológico MDI (Mount Desert Island), em colaboração com cientistas do Instituto Buck para Pesquisas sobre Envelhecimento em Novato, Califórnia, e da Universidade de Nanjing, na China, identificaram caminhos celulares sinérgicos para a longevidade que amplificam a expectativa de vida no verme Caenorhabditis elegans (comumente usado como modelo de envelhecimento) em até 5 vezes! O aumento na expectativa de vida alcançado seria o mesmo de humanos vivendo por 400 ou 500 anos, segundo os pesquisadores. O achado foi publicado no periódico Cell (1).

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Apesar de vários fatores envolvidos nesse processo, o envelhecimento pode ser geneticamente modulado via pertubação da sinalização associada à insulina - alvo do caminho da rapamicina (TOR) - e de funções mitocondriais (2). Essas manipulações genéticas frequentemente levam a mudanças significativas na expressão genética tanto a nível transcricional quanto a  nível translacional. De fato, em experimentos laboratoriais, já foi mostrado que uma redução na translação de RNA mensageiro (mRNA) atrasa o envelhecimento, e a inibição do caminho TOR significativamente estende a expectativa de vida de várias espécies, apesar dos mecanismos moleculares por trás dessas observações serem pouco elucidados.

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(2) Para mais informações sobre o tema, acesse: Por que envelhecemos e o que estamos fazendo para frear esse processo?

Servindo como uma crucial organela na homeostase energética, a mitocôndria atua de forma importante mas complexa no envelhecimento. A desregulação mitocondrial têm sido considerada como uma das principais assinaturas do envelhecimento. No entanto, pequenas pertubações na cadeia transportadora de elétrons mitocondrial já mostraram levar a significativas extensões na expectativa de vida em várias espécies.

No novo estudo, os pesquisadores exploraram dois principais caminhos moleculares governando o envelhecimento no C. elegans, uma espécie de nematódeo da família Rhabditidae que mede cerca de 1 milímetro de comprimento, e que vive em ambientes temperados. Essa espécie se tornou um importante modelo para o estudo da biologia, especialmente a biologia do desenvolvimento, desde a década de 1970. Além de compartilharem vários genes com os humanos, sua curta longevidade - cerca de 3-4 semanas - permite que os cientistas avaliem rapidamente os efeitos de intervenções genéticas e ambientais na extensão saudável da expectativa de vida.

No caso, o foco do estudo estava em mutações tanto no homólogo humano do receptor de fator de crescimento da insulina 1 (IGF-1) no C. elegans (DAF-2) quanto no RSKS-1 (cinase ribossomal S6/S6K) - um regulador da expressão genética no nível translacional de mRNA - as quais causam extensão sinérgica na expectativa de vida nessa espécie de verme. Devido ao fato desses caminhos serem conservados durante a diversificação evolutiva do reino animal (Methazoa), ou seja, foram passados adiante para os humanos através da evolução, diversas pesquisas têm explorado ambos, já com um número de medicamentos sendo desenvolvidos visando aumentar a expectativa de vida na nossa espécie (Homo sapiens).

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Realizando uma caracterização polissômica, os pesquisadores identificaram os genes de regulação translacional ribossômica e de citocromo c (CYC-2.1) como mediadores chaves de longevidade no C. elegans. Em seguida, os pesquisadores induziram mutações de desativação em ambos os genes, alterando geneticamente os caminhos de sinalização de insulina (IIS) e do TOR. Como alterações no IIS já mostraram aumentar a expectativa de vida do C. elegans em 100% e alterações no TOR um aumento de 30%, os pesquisadores esperavam que uma mutação dupla visando ambos aumentariam a expectativa de vida em cerca de 130%. No entanto, a expectativa de vida, inesperadamente, foi amplificada em 500%.

No estudo, os pesquisadores também detalharam como a expectativa de vida era exponencialmente aumentada com a mutação dupla, esta a qual ativa a resposta intestinal mitocondrial de proteína mal enovelada (UPRmt), fissão mitocondrial, e cinase AMP-ativada (AMPK).

O achado pode abrir caminho para o desenvolvimento de terapias combinadas capazes de estender robustamente a expectativa de vida de humanos. A descoberta pode também explicar porque os cientistas não têm sido capazes de identificar um único gene responsável pela habilidade de algumas pessoas viverem acima dos 100 anos livres de destrutivas doenças até pouco antes da morte, já que a longevidade estaria dependendo em maior extensão da ação sinérgica de diferentes caminhos moleculares.


(1) Publicação do estudo: Cell