Paloma Oliveto
Estado de Minas: 28/03/2014
Como um maestro, o
cérebro conduz rigorosamente os ritmos do organismo. Se um naipe
derrapa, a música fica comprometida. Da mesma forma, os ciclos de sono e
vigília precisam estar bem azeitados, sob o risco de surgirem problemas
físicos e emocionais. Contudo, as interações entre os neurônios que
fazem esse trabalho são mais complexas do que o imaginado, de acordo com
uma pesquisa divulgada na revista Science. Para garantir a sincronia
entre todas as moléculas associadas aos relógios biológicos do corpo, um
regente não é o bastante.
A equipe do biólogo Orie Shafer, da Universidade de Michigan, investigou o ritmo circadiano de drosófilas que, embora sejam pequenas moscas, se parecem muito com os humanos nesse quesito. Quase todos os seres vivos, incluindo plantas, têm diversos relógios internos, que trabalham em rede. Na mosca da fruta, já foram identificados 150 conjuntos de células nervosas, popularmente chamadas “neurônios relógios”, responsáveis por esse trabalho. Até agora, acreditava-se que somente dois grupos celulares controlariam todo o resto. A observação de Shafer mostrou, porém, que os maestros são incontáveis. A interrupção do ritmo de qualquer agrupamento de neurônios relógios deixa as drosófilas completamente desnorteadas.
“Em vez de uma orquestra inteira seguir um só maestro, parte dela está se submetendo a outros condutores”, compara Shafer. “Achávamos que haveria um grupo de neurônios-marcapasso, mas, na verdade, a rede de relógios biológicos é formada por muitos relógios independentes, cada um deles responsável por dirigir uma atividade específica. Nos mamíferos, acreditamos que exista uma organização similar”, conta o biólogo.
No estudo, Shafer e Zepeng Yao, seu aluno de doutorado, manipularam geneticamente as moscas, desligando diferentes agrupamentos de neurônios relógios. Eles também injetaram uma substância nos insetos para servir de biomarcador. A proteína fluorescente ilumina as regiões do cérebro onde os neurônios relógios estão em ação, permitindo que os cientistas visualizem o processo. Mesmo quando os pesquisadores interrompiam a atividade de conjuntos de células consideradas, até então, coadjuvantes, as drosófilas apresentavam comportamentos estranhos, como um ciclo de sono duplicado. Em outros casos, trocavam o dia pela noite.
Anomalias Como o ritmo circadiano influencia a composição química das células – dependendo da hora, por exemplo, quantidades maiores ou menores de hormônios e outras substâncias são produzidas –, a análise molecular também evidenciou anomalias provocadas pela interrupção do funcionamento dos grupos de neurônios. “Poucas pessoas sabem, mas alterações nos ritmos circadianos são consideradas um agente cancerígeno, tanto quanto a radiação ultravioleta, pela Agência Internacional de Pesquisa Oncológica. Sabemos que elas também estão associadas a doenças crônicas, como diabetes, obesidade e estresse. Por isso, precisamos de um entendimento bem completo a seu respeito”, acredita Zepeng Yao.
Em um estudo independente, pesquisadores da Universidade da Califórnia em Irvine constataram que genes responsáveis pelo controle dos ritmos circadianos são profundamente alterados nos cérebros de pessoas que sofrem de depressão severa, condição que ocupa o quarto lugar no ranking de doenças desencadeadoras de invalidez, de acordo com a Organização Mundial de Saúde.
A pesquisa, publicada na edição on-line da revista Pnas, foi feita a partir da análise de dados de 12 mil transcrições genéticas obtidas em tecidos cerebrais doados por pessoas deprimidas e por mentalmente sadias. “Ficamos muito surpresos ao ver que os genes associados aos relógios biológicos variam em termos de sincronia em seis regiões do cérebro normal, mas esse ritmo é significativamente interrompido no caso dos pacientes deprimidos”, conta William Bunney, psiquiatra e um dos autores do estudo. “Nos indivíduos que sofrem do problema, as seis regiões começam a trabalhar de forma descoordenada”, observa.
De acordo com o psiquiatra, embora não seja possível analisar o tecido cerebral de pacientes vivos, saber que distúrbios nos genes responsáveis pelo bom funcionamento dos relógios biológicos estão associados à depressão pode ajudar no seu diagnóstico e tratamento. “A terapia gênica está se desenvolvendo rapidamente. Nossa descoberta oferece a esperança de encontrarmos uma nova classe de compostos que consigam consertar esse desequilíbrio, apagando a ‘programação’ errada dos genes e normalizando os ritmos circadianos”, aposta.
A equipe do biólogo Orie Shafer, da Universidade de Michigan, investigou o ritmo circadiano de drosófilas que, embora sejam pequenas moscas, se parecem muito com os humanos nesse quesito. Quase todos os seres vivos, incluindo plantas, têm diversos relógios internos, que trabalham em rede. Na mosca da fruta, já foram identificados 150 conjuntos de células nervosas, popularmente chamadas “neurônios relógios”, responsáveis por esse trabalho. Até agora, acreditava-se que somente dois grupos celulares controlariam todo o resto. A observação de Shafer mostrou, porém, que os maestros são incontáveis. A interrupção do ritmo de qualquer agrupamento de neurônios relógios deixa as drosófilas completamente desnorteadas.
“Em vez de uma orquestra inteira seguir um só maestro, parte dela está se submetendo a outros condutores”, compara Shafer. “Achávamos que haveria um grupo de neurônios-marcapasso, mas, na verdade, a rede de relógios biológicos é formada por muitos relógios independentes, cada um deles responsável por dirigir uma atividade específica. Nos mamíferos, acreditamos que exista uma organização similar”, conta o biólogo.
No estudo, Shafer e Zepeng Yao, seu aluno de doutorado, manipularam geneticamente as moscas, desligando diferentes agrupamentos de neurônios relógios. Eles também injetaram uma substância nos insetos para servir de biomarcador. A proteína fluorescente ilumina as regiões do cérebro onde os neurônios relógios estão em ação, permitindo que os cientistas visualizem o processo. Mesmo quando os pesquisadores interrompiam a atividade de conjuntos de células consideradas, até então, coadjuvantes, as drosófilas apresentavam comportamentos estranhos, como um ciclo de sono duplicado. Em outros casos, trocavam o dia pela noite.
Anomalias Como o ritmo circadiano influencia a composição química das células – dependendo da hora, por exemplo, quantidades maiores ou menores de hormônios e outras substâncias são produzidas –, a análise molecular também evidenciou anomalias provocadas pela interrupção do funcionamento dos grupos de neurônios. “Poucas pessoas sabem, mas alterações nos ritmos circadianos são consideradas um agente cancerígeno, tanto quanto a radiação ultravioleta, pela Agência Internacional de Pesquisa Oncológica. Sabemos que elas também estão associadas a doenças crônicas, como diabetes, obesidade e estresse. Por isso, precisamos de um entendimento bem completo a seu respeito”, acredita Zepeng Yao.
Em um estudo independente, pesquisadores da Universidade da Califórnia em Irvine constataram que genes responsáveis pelo controle dos ritmos circadianos são profundamente alterados nos cérebros de pessoas que sofrem de depressão severa, condição que ocupa o quarto lugar no ranking de doenças desencadeadoras de invalidez, de acordo com a Organização Mundial de Saúde.
A pesquisa, publicada na edição on-line da revista Pnas, foi feita a partir da análise de dados de 12 mil transcrições genéticas obtidas em tecidos cerebrais doados por pessoas deprimidas e por mentalmente sadias. “Ficamos muito surpresos ao ver que os genes associados aos relógios biológicos variam em termos de sincronia em seis regiões do cérebro normal, mas esse ritmo é significativamente interrompido no caso dos pacientes deprimidos”, conta William Bunney, psiquiatra e um dos autores do estudo. “Nos indivíduos que sofrem do problema, as seis regiões começam a trabalhar de forma descoordenada”, observa.
De acordo com o psiquiatra, embora não seja possível analisar o tecido cerebral de pacientes vivos, saber que distúrbios nos genes responsáveis pelo bom funcionamento dos relógios biológicos estão associados à depressão pode ajudar no seu diagnóstico e tratamento. “A terapia gênica está se desenvolvendo rapidamente. Nossa descoberta oferece a esperança de encontrarmos uma nova classe de compostos que consigam consertar esse desequilíbrio, apagando a ‘programação’ errada dos genes e normalizando os ritmos circadianos”, aposta.
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