As mitocôndrias despejam DNA no cérebro, potencialmente cortando anos de nossas vidas: WebCuriosos
Pedaços de ADN descartados pelas unidades de energia dos nossos neurónios estão a ser absorvidos pelo nosso genoma nuclear com muito mais frequência do que se supunha, colocando potencialmente os nossos cérebros em maior risco de desenvolver condições potencialmente fatais.
Uma investigação realizada por uma equipe de pesquisadores liderada pela Universidade de Columbia, nos EUA, descobriu que indivíduos com maior número de inserções mitocondriais nucleares – ou NUMTs (pronuncia-se novos ácaros) – em suas células cerebrais têm maior probabilidade de morrer mais cedo do que aqueles com menos transferências de DNA. .
As mitocôndrias funcionam como baterias das nossas células, produzindo energia numa forma de moeda química que atende à maioria das necessidades metabólicas do nosso corpo. Outrora um organismo microbiano discreto por direito próprio, estas minúsculas potências foram cooptadas pelos nossos antepassados unicelulares há milhares de milhões de anos no passado, com genes e tudo.
Desde então, os nossos genomas ancestrais e mitocondriais têm existido num arranjo de partilha mutuamente benéfico, com as mitocôndrias lentamente embaralhando páginas do seu genoma na biblioteca genética da casa.
É uma migração sorrateira que continua até hoje.
“É raro, mas um novo NUMT é integrado ao genoma humano cerca de uma vez a cada 4.000 nascimentos”, diz A bióloga molecular da Universidade de Columbia, Kalpita Karan.
“Esta é uma das muitas maneiras, conservadas desde leveduras até humanos, pelas quais as mitocôndrias se comunicam com genes nucleares.”
Para os genealogistas que rastreiam a herança mitocondrial ou para os médicos forenses que constroem mapas familiares, essa contaminação cruzada de material genético pode ser uma fonte de confusão.
Os investigadores médicos descobriram um problema mais preocupante: a inserção de ADN mitocondrial nos nossos genomas também pode interromper processos vitais.
“O DNA mitocondrial se comporta de forma semelhante a um vírus, pois faz uso de cortes no genoma e se cola nele, ou como genes saltadores conhecidos como retrotransposons que se movem pelo genoma humano”, diz O geneticista da Universidade de Michigan, Ryan Mills, que co-liderou o estudo com Martin Picard, um psicobiólogo mitocondrial da Universidade de Columbia.
Este comportamento semelhante ao vírus “caseiro” já foi associado a um risco aumentado de cânceres específicos em outros sistemas do corpo, que juntamente com evidências de NUMTs acelerando o envelhecimento em células de levedura levou os pesquisadores a considerar se uma vida inteira de DNA mitocondrial acumulado em núcleos não reprodutivos poderia causar outros problemas de saúde.
Usando um banco de material post-mortem coletado como parte de um estudo longitudinal separado sobre problemas neurológicos em pessoas idosas, a equipe liderada por Picard e Mills analisou diversas áreas diferentes do tecido cerebral e das células imunológicas representadas em pouco menos de 1.200 indivíduos.
Não apenas fragmentos de DNA mitocondrial foram incorporados aos cromossomos de células não reprodutivas do corpo com uma frequência surpreendente, mas alguns tecidos particularmente de vida longa abrigaram uma vida inteira de memórias mitocondriais.
Em comparação com as células que circulam no sangue, as células cerebrais acumularam muito mais NUMTs, com amostras do córtex pré-frontal dorsolateral contendo mais de cinco vezes o número de inserções mitocondriais do que os tecidos retirados do cerebelo.
Preocupantemente, os indivíduos com números mais elevados de NUMTs nos seus genomas neurais eram mais propensos a ter mortalidades mais precoces, com aqueles que morreram mais jovens apresentando duas inserções adicionais para cada década de vida do que os seus pares de vida mais longa.
“Isso sugere pela primeira vez que os NUMTs podem ter consequências funcionais e possivelmente influenciar a expectativa de vida”, diz Picardo.
“O acúmulo de NUMT pode ser adicionado à lista de mecanismos de instabilidade do genoma que podem contribuir para o envelhecimento, o declínio funcional e a expectativa de vida”.
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Uma medida de inserções em culturas de fibroblastos de pele humana descobriu que um novo NUMT aparecia em média a cada 12,6 dias, uma taxa que aumentou significativamente entre as mitocôndrias contendo mutações estressantes.
Não é a primeira vez que fragmentos descartados de ADN mitocondrial são suspeitos de causar danos neurológicos, mas agora é evidente que a sua incorporação na nossa biblioteca genética pode estar a causar o seu próprio tipo de caos.
A análise de outros tecidos numa população mais ampla poderia revelar mais informações sobre as consequências das mitocôndrias que enchem as nossas células com páginas do seu diário genético.
No entanto, mesmo este pequeno vislumbre da conversa genética dentro das nossas células sugere que precisamos de prestar muita atenção à antiga tensão entre estes dois antigos companheiros de casa.
Esta pesquisa foi publicada em Biologia PLOS.
