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As mães podem influenciar a altura da prole, o tempo de vida e o risco de doenças por meio das mitocôndrias
Mitocôndrias - as 'baterias' que alimentam nossas células - desempenham um papel inesperado em doenças comuns, como diabetes tipo 2 e esclerose múltipla, conclui um estudo com mais de 350.000 pessoas conduzido pela Universidade de Cambridge.
Por Universidade de Cambridge - 17/05/2021


Crédito: Pixabay 

Mitocôndrias - as 'baterias' que alimentam nossas células - desempenham um papel inesperado em doenças comuns, como diabetes tipo 2 e esclerose múltipla, conclui um estudo com mais de 350.000 pessoas conduzido pela Universidade de Cambridge.

O estudo, publicado hoje na Nature Genetics , descobriu que variantes genéticas no DNA das mitocôndrias podem aumentar o risco de desenvolver essas doenças, além de influenciar características como altura e tempo de vida.

Também houve evidências de que algumas alterações no DNA mitocondrial eram mais comuns em pessoas com ancestralidade genética escocesa, galesa ou da Nortúmbria, o que implica que o DNA mitocondrial e o DNA nuclear (que responde por 99,9% de nossa composição genética) interagem entre si.

Quase todo o DNA que compõe o genoma humano - o "projeto" do corpo - está contido nos núcleos de nossas células. Entre outras funções, o DNA nuclear codifica as características que nos tornam individuais, bem como as proteínas que fazem a maior parte do trabalho em nossos corpos.

Nossas células também contêm mitocôndrias, frequentemente chamadas de 'baterias', que fornecem energia para o funcionamento de nossas células. Eles fazem isso convertendo o alimento que comemos em ATP, uma molécula capaz de liberar energia muito rapidamente. Cada uma dessas mitocôndrias é codificada por uma pequena quantidade de 'DNA mitocondrial'. O DNA mitocondrial representa apenas 0,1% de todo o genoma humano e é transmitido exclusivamente de mãe para filho.

Embora erros no DNA mitocondrial possam levar às chamadas doenças mitocondriais, que podem ser gravemente incapacitantes, até agora havia poucas evidências de que essas variantes podem influenciar doenças mais comuns . Vários estudos em pequena escala sugeriram essa possibilidade, mas os cientistas não conseguiram reproduzir suas descobertas.

Agora, uma equipe da Universidade de Cambridge desenvolveu uma nova técnica para estudar o DNA mitocondrial e sua relação com doenças humanas e características em amostras coletadas de 358.000 voluntários como parte do UK Biobank, um banco de dados biomédico em grande escala e recurso de pesquisa.

A Dra. Joanna Howson, que realizou o trabalho enquanto trabalhava no Departamento de Saúde Pública e Cuidados Primários da Universidade de Cambridge, disse: "Usando este novo método, fomos capazes de procurar associações entre os vários recursos que foram registrados para participantes do UK Biobank e ver se há alguma correlação com o DNA mitocondrial.
 
"Além das doenças mitocondriais, geralmente não associamos variantes do DNA mitocondrial a doenças comuns. Mas o que mostramos é que o DNA mitocondrial - que herdamos de nossa mãe - influencia o risco de algumas doenças, como diabetes tipo 2 e EM bem como uma série de características comuns. "

Entre os fatores que foram influenciados pelo DNA mitocondrial estão: diabetes tipo 2, esclerose múltipla, função hepática e renal, parâmetros de hemograma, longevidade e altura. Embora alguns dos efeitos sejam vistos de forma mais extrema em pacientes com doenças mitocondriais hereditárias raras - por exemplo, pacientes com doença grave são geralmente mais baixos do que a média - o efeito em indivíduos saudáveis ​​tende a ser muito mais sutil, provavelmente representando apenas alguns milímetros de altura diferença, por exemplo.

Existem várias explicações possíveis para como o DNA mitocondrial exerce sua influência. Uma é que as mudanças no DNA mitocondrial levam a diferenças sutis em nossa capacidade de produzir energia. No entanto, é provável que seja mais complicado, afetando caminhos biológicos complexos dentro de nossos corpos - os sinais que permitem que nossas células operem de maneira coordenada.

O professor Patrick Chinnery, da Unidade de Biologia Mitocondrial do MRC em Cambridge, disse: "Se você deseja um quadro completo das doenças comuns, é claro que precisará fatorar a influência do DNA mitocondrial. O objetivo final dos estudos do nosso DNA é para entender os mecanismos que estão por trás dessas doenças e encontrar novas maneiras de tratá-los. Nosso trabalho pode ajudar a identificar novos alvos potenciais de drogas. "

Ao contrário do DNA nuclear, que é transmitido pela mãe e pelo pai, o DNA das mitocôndrias é herdado exclusivamente da mãe. Isso sugere que os dois sistemas são herdados de forma independente e, portanto, não deve haver associação entre o DNA nuclear e mitocondrial de um indivíduo - no entanto, não foi isso que a equipe descobriu.

Os pesquisadores mostraram que certas origens genéticas nucleares estão associadas preferencialmente a certas origens genéticas mitocondriais, particularmente na Escócia, País de Gales e Northumbria. Isso sugere que nossos genomas nuclear e mitocondrial evoluíram - e continuam a evoluir - lado a lado e interagir uns com os outros.

Um motivo que pode explicar isso é a necessidade de compatibilidade. O ATP é produzido por um grupo de proteínas dentro da mitocôndria, denominado cadeia respiratória. Existem mais de 100 componentes da cadeia respiratória, 13 dos quais são codificados pelo DNA mitocondrial; o restante é codificado pelo DNA nuclear. Mesmo que as proteínas da cadeia respiratória sejam produzidas por dois genomas diferentes, elas precisam se interligar fisicamente como peças de um quebra-cabeça.

Se o DNA mitocondrial herdado de uma criança não fosse compatível com o DNA nuclear herdado do pai, o quebra-cabeça não se encaixaria de maneira adequada, afetando a cadeia respiratória e, consequentemente, a produção de energia. Isso pode influenciar sutilmente a saúde ou a fisiologia de um indivíduo, o que com o tempo pode ser desvantajoso do ponto de vista evolutivo. Por outro lado, as correspondências seriam incentivadas pela evolução e, portanto, se tornariam mais comuns.

Isso pode ter implicações para o sucesso da terapia de transferência mitocondrial - uma nova técnica que permite aos cientistas substituir as mitocôndrias defeituosas de uma mãe por aquelas de um doador, evitando assim que seu filho tenha uma doença mitocondrial potencialmente fatal.

"Parece que o nosso DNA mitocondrial é compatível com o nosso DNA nuclear até certo ponto - em outras palavras, você não pode simplesmente trocar a mitocôndria com qualquer doador, assim como você não pode receber uma transfusão de sangue de ninguém", explicou o professor Chinnery . "Felizmente, essa possibilidade já foi considerada na abordagem adotada pela equipe de Newcastle que foi pioneira nessa terapia."

 

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