O sequenciamento completo do genoma humano, obtido
há seis anos, ao cabo de um esforço coletivo de pesquisadores americanos,
ingleses, canadenses e neozelandeses, foi uma das mais espetaculares conquistas
científicas de todos os tempos. Do estudo resultou um mapa com a posição de
cada uma das múltiplas variações dos genes, os tijolos moleculares que se
combinam no coração das células para definir as características físicas dos
seres humanos. Cada pessoa tem de 20.000 a 25.000 genes. Com exceção dos gêmeos univitelinos,
como as gêmeas que ilustram esta reportagem, não existem dois seres humanos com
a mesma combinação genética. A cor dos olhos, a tendência para engordar, o
temperamento, a propensão para determinadas doenças são características
definidas mais ou menos fortemente pelas bases químicas dos genes. Mapear o
genoma humano foi o começo, e não o fim, de uma ambiciosa linha de
investigação. O mundo científico ficou ainda mais complexo depois do mapeamento
genético feito há seis anos, quando os pesquisadores passaram a se dedicar a
entender a função de cada um dos genes e, o supremo desafio, explicar as razões
pelas quais eles às vezes exercem suas funções e outras parecem hibernar
preguiçosamente nos cromossomos sem nunca ser ativados – ou por que mesmo pessoas
com estoque hereditário idêntico, como os gêmeos univitelinos, podem carregar
um mesmo gene, mas que se expressa de maneira totalmente diferente num e noutro
organismo.
Para efeito de diagnóstico, prevenção e tratamento
de doenças, o que se descobriu depois do mapeamento do genoma constitui o
começo da verdadeira revolução biológica. Equivale à abertura de uma nova porta
para o conhecimento humano. Já se sabia que os fatores ambientais, ou seja, as
experiências, os hábitos e o estilo de vida também influem nesses processos.
Não se tinha ideia, porém, de como se dava essa influência. Agora, não apenas
se encontraram os mecanismos de ação dos fatores ambientais como se constatou
que eles são muito mais atuantes na ativação ou desativação dos genes do que se
pensava. Isso abre frentes extraordinárias para a medicina. No futuro próximo,
entre outros recursos, será possível desenvolver remédios personalizados,
destinados a fazer interferências pontuais no genoma de cada paciente.
O tipo de alimentação, o nível de atividade
física, o tabagismo, o uso de medicamentos, as experiências emocionais – todos
esses fatores agem para "ligar" ou "desligar" determinados
genes, ou seja, torná-los ativos ou conservá-los adormecidos. Nos dois casos,
ocorrem alterações físicas e psicológicas em seu portador. Essas mudanças podem
ser para o bem ou para o mal, atenuando sintomas de doenças ou provocando seu
desenvolvimento. Os gatilhos que ativam ou desativam os genes são acionados por
trechos do genoma que até pouco tempo atrás os cientistas tinham por inúteis –
o chamado DNA lixo. Agora se sabe que eles servem de elemento de ligação entre
os fatores ambientais e os genes. Esse ramo da genética que estuda a interação entre
o ambiente e o genoma é conhecido como epigenética. O geneticista americano
Randy Jirtle, da Universidade Duke, usa uma analogia para explicá-lo. Disse
Jirtle a VEJA: "Imagine o material genético existente no organismo como um
computador. O genoma é o hardware. Para que a máquina funcione, é preciso ter
softwares. Os mecanismos epigenéticos são os softwares. Eles produzem
resultados distintos rodando sobre um mesmo hardware, ou seja, o genoma herdado
dos pais".
Até recentemente, acreditava-se que as alterações
epigenéticas ocorriam apenas na fase de desenvolvimento fetal. Enquanto o
embrião se forma, a ação dos genes pode ser modificada pelos nutrientes que
chegam a ele pelo cordão umbilical. É por isso que se aconselha às mães a
ingestão de ácido fólico, uma das variantes da vitamina B. O consumo dessa
substância, nos três primeiros meses de gravidez, pode desligar genes
relacionados às más-formações congênitas. Agora, sabe-se que as mudanças no
genoma acontecem ao longo da vida. A maior prova disso está no estudo feito com
gêmeos univitelinos. Idênticos, eles possuem o mesmo código genético. No
entanto, os genomas de ambos se tornam diferentes no decorrer dos anos, o que
comprova a ação do ambiente no código genético. O estudo mais significativo
sobre a influência da epigenética em gêmeos foi feito pelo Centro Nacional de
Investigações Oncológicas da Espanha. Os geneticistas avaliaram quarenta pares
de gêmeos univitelinos, com idade entre 3 e 74 anos. Os pares de gêmeos mais
jovens, e também aqueles que tinham o mesmo estilo de vida, possuíam genomas
muito semelhantes. Em pares de gêmeos mais velhos, principalmente aqueles com
hábitos distintos, os cientistas encontraram diversas diferenças nos padrões
genéticos. "É impressionante como uma pequena diferença na vivência ou
mesmo na dieta pode fazer um dos gêmeos desenvolver um câncer e o outro,
não", disse a VEJA o geneticista Moshe Szyf, da Universidade McGill, no
Canadá.
Ao apontarem para a cura de doenças atacando-as na
escala infinitesimal dos genes, as novas descobertas da ciência representam um
novo marco na linha de pensamento iniciada no século XIX pelo naturalista
inglês Charles Darwin, autor da teoria da evolução. Darwin foi contemporâneo do
monge agostiniano austríaco Gregor Johann Mendel (1822-1884), mas, certamente,
não teve acesso às pesquisas pioneiras dele sobre a transmissão de caracteres
hereditários em
ervilhas. Mendel só viria a ter seus méritos reconhecidos
mesmo quase meio século depois da morte de ambos, quando os resultados de suas
pesquisas, de tão exatos, passaram a ser tidos como leis biológicas. Sem Mendel
e, obviamente, sem saber da existência do DNA, dos cromossomos ou dos genes,
Darwin formulou um mecanismo de transmissão de caracteres entre gerações que se
baseava no que ele chamou de "células gêmulas". Essas células
viajariam pelo corpo até os órgãos sexuais e de lá passariam às gerações
seguintes. O mecanismo pelo qual a informação genética é transmitida através
das gerações finalmente foi elucidado em 1953, com a descoberta da dupla-hélice
do DNA pelos cientistas James Watson e Francis Crick. Essa descoberta abriu
caminhos para a fertilização assistida, para a clonagem de seres vivos e para a
produção de alimentos transgênicos. Também permitiu os testes de paternidade e
o teste do pezinho em recém-nascidos – exame capaz de detectar anomalias e
evitar o retardo mental, a cegueira e a surdez. A nova fronteira da genética é
estabelecer de forma precisa como o ambiente influencia os genes.
Até agora, descobriu-se que os mecanismos
epigenéticos podem modificar os genes por meio de três processos. O mais comum
é a metilação, que ocorre quando um conjunto de partículas de hidrogênio e
carbono se agrupa na base de alguns genes e impede que eles sejam ligados. Mais
de 70% dos genes de uma pessoa podem ser ativados ou desativados dessa forma.
Uma pesquisa recente da Universidade da Califórnia ilustra como ocorre a
metilação – nesse caso, como resultado de mudança de hábitos. Os pesquisadores
recrutaram trinta pacientes com câncer de próstata em estágio inicial e os
submeteram por três meses a um programa que incluía dieta rica em vegetais e
pobre em gorduras, além de exercícios físicos moderados. Depois desse período,
os pacientes passaram por uma série de exames de DNA. Os testes mostraram que
as medidas adotadas não só diminuíram a atividade de genes ligados ao tumor
como aumentaram a expressão daqueles envolvidos na capacidade do organismo de
enfrentá-lo.
Os processos epigenéticos também podem ocorrer
pela modificação das histonas, as linhas que envolvem o DNA e formam um novelo.
De acordo com os estímulos externos, esse novelo pode se tornar mais frouxo, o
que causa a ativação do gene. Já se sabe que o lúpus e alguns tipos de câncer
podem surgir em decorrência desse processo. O terceiro fenômeno epigenético
consiste na ação dos micro-RNAs, um conjunto de nucleotídeos que percorre o
genoma ligando e desligando os genes. As primeiras aplicações da epigenética na
farmacologia prenunciam a revolução que está por vir. Já se encontra à venda
uma droga, a azacitidine, capaz de desbloquear um gene silenciado pelo processo
de metilação e, assim, tratar a leucemia. Em fase de teste nos laboratórios, há
pelo menos oito medicamentos que revertem marcas epigenéticas. "As
principais novidades utilizam os micro-RNAs, que são capazes de silenciar em
até 70% a expressão de um gene", diz o geneticista Carlos Menck, da
Universidade de São Paulo.
Apesar de todos os avanços na ciência da genética,
apenas dentro de uma ou duas décadas será possível prevenir o aparecimento de
doenças auscultando os genes, ou produzir remédios personalizados que ajam
sobre o genoma específico de um paciente. Os cientistas estão ainda
engatinhando no conhecimento de como ligar e desligar os genes. Já se conseguiu
estabelecer conexões entre determinados genes e o estilo de vida, principalmente
no que diz respeito à alimentação. Uma dieta rica em vitamina B pode
reverter a modificação de histonas que causam perda da memória e das funções
motoras. O resveratrol, uma substância encontrada no vinho tinto, promove uma
espécie de limpeza nas histonas, o que muda a expressão dos genes do
envelhecimento. Apesar do êxito de experiências pontuais para alterar o
comportamento dos genes por meio de mudanças na alimentação, ainda não há
conhecimento suficiente para estabelecer relações cientificamente comprovadas
de causa e efeito. Não existe garantia de que uma simples mudança na dieta vá
alterar o funcionamento de determinado gene e evitar o desenvolvimento de um
câncer.
Desde o sequenciamento do genoma humano, tornou-se
comum a linha de pesquisa que compara trechos de genomas de pessoas portadoras
de determinada doença com os mesmos trechos de pessoas saudáveis. O objetivo é
descobrir quais genes são responsáveis pela doença. Há duas semanas, uma série
de artigos publicados na revista médica americana New England Journal of
Medicine coloca em xeque a eficácia dessas pesquisas, alegando que as
variações genéticas que elas detectam pouco esclarecem sobre as ligações entre
os genes e as doenças. Num dos artigos, o geneticista David Goldstein, da Universidade
Duke, diz que as doenças mais comuns provavelmente são resultado de 1.000
variações genéticas, e não de apenas dez, como pensa a maioria dos
pesquisadores. Goldstein é um dos cientistas que propõem uma nova linha de
pesquisa para descobrir as ligações entre os genes e as doenças – decodificar o
genoma inteiro de alguns pacientes, em vez de comparar trechos de genomas de
pessoas doentes e saudáveis. Diz a geneticista Mayana Zatz, da Universidade de
São Paulo: "Os avanços tecnológicos permitiram a observação do genoma de
forma detalhada e precisa. As descobertas são impressionantes. Conseguimos
informações preciosas sobre os genes, as marcas epigenéticas e as mudanças do
genoma ao longo da vida, o que dá início a uma revolução. Mas ainda não temos conhecimento
científico suficiente para saber o que fazer com todas essas informações".
A comparação entre trechos de genomas de pessoas
doentes e sadias é justamente o método usado na maioria dos testes genéticos
feitos sob encomenda, que se tornaram uma mania nos Estados Unidos. Esses
testes servem apenas como alerta, indicando predisposição a determinadas
doenças, o que não significa que elas vão se desenvolver. Neste ano, os
laboratórios devem oferecer mapeamentos completos de genoma por 5.000 dólares.
São de pouco uso, já que a ciência não dispõe de instrumentos para interpretar
todas as informações contidas no genoma. "Muitos testes desse tipo servem apenas
para criar uma neurose em torno da genética. Só nos próximos cinco ou dez anos
conseguiremos utilizar todos esses achados para melhorar as condições físicas e
mentais das pessoas", diz Mayana Zatz. A geneticista lidera no momento um
projeto pioneiro, a formação de um banco de amostras de material genético de
idosos totalmente saudáveis, que não desenvolveram nenhuma das chamadas doenças
da terceira idade. As amostras serão guardadas e, num prazo provável de vinte
anos, usadas para entender melhor a causa de doenças e, assim, combatê-las.
Um dos pontos mais controversos das novas
descobertas da genética diz respeito à hereditariedade. As mudanças
epigenéticas causadas pelos hábitos e pelo modo de vida podem ser repassadas
para as gerações futuras? "De modo geral, essas marcas desaparecem na
fecundação do óvulo pelo espermatozoide", diz o geneticista Salmo Raskin,
da Sociedade Brasileira de Genética Clínica. Estudos com animais, porém,
mostram que algumas marcas epigenéticas podem ser transmitidas aos filhotes.
Numa pesquisa comandada pelo geneticista Michael Skinner, da Universidade de
Washington, ratos foram expostos a um tipo de inseticida. A substância causou a
metilação de dois genes relacionados à produção de esperma e os animais
passaram a produzi-lo em menor quantidade. A deficiência se perpetuou por
quatro gerações. Mais de 90% dos machos descendentes das cobaias apresentavam
os mesmos problemas, sem nunca terem sido expostos ao inseticida. Não se deve
confundir a transmissão dessas marcas epigenéticas com o lamarckismo, a teoria,
que se provou falsa, segundo a qual características adquiridas ao longo da vida
podem ser transmitidas aos descendentes. "Ninguém vai fazer ginástica,
criar músculos e dar à luz um bebê mais forte", explica Salmo Raskin.
"A transmissão de marcas epigenéticas é raríssima. Assim como nas
mutações, ela só acontece quando há alterações em células germinativas",
ele completa. A próxima revolução no conhecimento da genética está apenas
começando.
Com reportagem de Duda Teixeira e Carolina Romanini
Ter 28 Abr 2009, 21:17