Limite em mutações pode determinar o tempo de vida de cada espécie, diz estudo

Um estudo recente, publicado no periódico científico Nature no último dia 13 de abril por cientistas do Wellcome Sanger Institute, no Reino Unido, revela parte dos segredos da vida longa — ou curta — de cada animal, especialmente os mamíferos, como os seres humanos. A resposta está em uma espécie de "relógio mutacional", algo presente nas células que coloca um limite em mutações possíveis, que, ao chegar no fim, acompanha a morte do animal em questão.

• Como se sabe a idade das coisas e de eventos antigos da Terra?
• Órgãos envelhecem em tempos diferentes no mesmo corpo, mostra novo estudo

Em mamíferos de vida longa, esses relógios mutacionais batem mais devagar do que em mamíferos de vida curta, como os ratos, determinando o tempo que o corpo irá durar. Isso pode explicar, ao menos parcialmente, o paradoxo de Peto: sabemos que, ao sofrer mutações no DNA ao longo do tempo, o risco de câncer aumenta, e, em animais grandes, como baleias, a doença deveria ter mais chances de ocorrer, já que possuem mais células.

O paradoxo fica no fato de que esses animais têm chances similares de desenvolver a doença do que criaturas pequenas e de vida curta, algo que intriga os cientistas até hoje. Agora que se descobriu um número similar de mutações genéticas ao longo do tempo de vida de ambos os tipos de animal, esse quebra-cabeça fica um passo mais próximo da solução.

Mutações e a expectativa de vida

O achado vem dar suporte à teoria de que os animais envelhecem, em parte, pelo acúmulo de mutações celulares, embora ainda não se saiba exatamente como essas mudanças contribuem para o processo de envelhecimento. Alex Cagan, principal autor do estudo, diz ser possível saber que um mamífero está próximo do fim de sua vida quanto tem cerca de 3.200 mutações nas células-tronco epiteliais do cólon.

Para realizar a pesquisa, a equipe de cientistas analisou o material genético de 16 espécies: humanos, macacos colobus, gatos, vacas, cães, furões, girafas, toninhas-comuns, cavalos, leões, ratos, ratos-toupeira-pelados, coelhos, ratazanas, lêmures-de-cauda-anelada e tigres. Dessas espécies, o ser humano é a que tem a vida mais longa, com uma expectativa de 80 anos — ratos e ratazanas têm as menores, entre 3 a 4 anos de vida.

O DNA das criptas intestinais, pequenas dobras no tecido do intestino delgado e do cólon, foi o material coletado na pesquisa. As células de cada cripta descendem de uma única célula-tronco, ou seja, elas são todas clones da mesma célula. Ao menos nos humanos, sabemos que essas células mutam a uma taxa constante à medida que envelhecemos. Mais de 200 amostras de tecido das criptas foram coletadas das 16 espécies estudadas, contendo centenas de células. A técnica de sequenciar o genoma delas é bem recente.

Ao analisar o número de mutações no DNA de cada amostra, levando em conta a idade de cada animal, foi possível estimar o quão rápido as mutações acontecem no tempo de vida de cada organismo. Para algumas das espécies, havia amostras o suficiente para comparar o número total de mutações em indivíduos de diferentes idades, melhorando ainda mais a precisão das estimativas.

A diferença na taxa de mutações é drástica, com os humanos, criatura mais longeva, mutando 47 vezes por ano, enquanto os ratos, de vida mais curta, mutando 796 vezes no mesmo período de tempo. Considerando o quanto os genomas de humanos e ratos são parecidos, a diferença se torna mais interessante ainda, segundo especialistas. No geral, verificou-se que a taxa mutacional das espécies é inversamente proporcional ao tempo de vida estimado, ou seja, quanto mais longevo o animal, menos mutações ele sofre.

Porque as mutações definem nossa longevidade?

O estudo não aborda a questão do motivo de os relógios mutacionais definirem o quanto vivemos, mas há estudos que tocam no assunto. Um artigo de 2021, publicado na revista Science Advances, analisou fibroblastos (células presentes no tecido conjuntivo do pulmão) de ratos, porquinhos da índia, ratos-toupeira-pelados e humanos, sob o efeito de um agente mutagênico (tipo de produto químico que danifica o DNA).

A teoria era de que células e espécies que vivem mais conseguem lidar melhor com agentes mutagênicos do que células de animais que vivem pouco. A hipótese se confirmou quando as células de ratos acumularam muitas mutações rapidamente sob o efeito do mutagênico enquanto as de humanos e ratos-toupeira-pelados, que vivem bastante, sequer sofreram mutações ao receber a mesma dose. O estudo sugere que animais longevos conseguem reparar danos ao DNA de modo melhor, prevenindo mutações.

Agora, resta a pesquisas futuras revelar mais sobre os motivos das mutações contribuírem para o envelhecimento, se é que elas o fazem, segundo Cagan. Uma ideia é a de que as células somáticas, ao mutarem ao longo do tempo, acabam mudando a estrutura de genes críticos à regulação do comportamento celular, corrompendo as células. À medida que as células corrompidas começam a se multiplicar mais do que as saudáveis, elas começam a tomar conta dos tecidos do corpo, ultimamente os adoecendo.

Cagan e sua equipe estão estudando mais tecidos animais para confirmar suas hipóteses, como amostras recentemente adquiridas do raro Tubarão da Groenlândia, espécime que pode viver até os 272 anos e que teve um exemplar encalhado no Reino Unido, tendo falecido aos 100 anos.

Fonte: Nature (1, 2), Science