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

O estudo, publicado hoje na Nature Genetics , descobriu que variantes genanãticas no DNA das mitoca´ndrias podem aumentar o risco de desenvolver essas doena§as, além de influenciar caracteri­sticas como altura e tempo de vida.

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

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

Nossas células também contem mitoca´ndrias, frequentemente chamadas de 'baterias', que fornecem energia para o funcionamento de nossas células. Eles fazem isso convertendo o alimento que comemos em ATP, uma molanãcula capaz de liberar energia muito rapidamente. Cada uma dessas mitoca´ndrias écodificada por uma pequena quantidade de 'DNA mitocondrial'. O DNA mitocondrial representa apenas 0,1% de todo o genoma humano e étransmitido exclusivamente de ma£e para filho.

Embora erros no DNA mitocondrial possam levar a s chamadas doenças mitocondriais, que podem ser gravemente incapacitantes, atéagora havia poucas evidaªncias de que essas variantes podem influenciar doenças mais comuns . Va¡rios 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 caracteri­sticas 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 Paºblica e Cuidados Prima¡rios da Universidade de Cambridge, disse: "Usando este novo manãtodo, fomos capazes de procurar associações entre os vários recursos que foram registrados para participantes do UK Biobank e ver se hálguma correlação com o DNA mitocondrial.

"Além das doenças mitocondriais, geralmente não associamos variantes do DNA mitocondrial a doenças comuns. Mas o que mostramos éque o DNA mitocondrial - que herdamos de nossa ma£e - influencia o risco de algumas doena§as, como diabetes tipo 2 e EM bem como uma sanãrie de caracteri­sticas comuns. "

Entre os fatores que foram influenciados pelo DNA mitocondrial estão: diabetes tipo 2, esclerose maºltipla, função hepa¡tica e renal, parametros de hemograma, longevidade e altura. Embora alguns dos efeitos sejam vistos de forma mais extrema em pacientes com doenças mitocondriais heredita¡rias raras - por exemplo, pacientes com doença grave são geralmente mais baixos do que a média - o efeito em indivíduos sauda¡veis ​​tende a ser muito mais sutil, provavelmente representando apenas alguns mila­metros de altura diferença, por exemplo.

Existem várias explicações possa­veis para como o DNA mitocondrial exerce sua influaªncia. Uma éque asmudanças no DNA mitocondrial levam a diferenças sutis em nossa capacidade de produzir energia. No entanto, éprova¡vel que seja mais complicado, afetando caminhos biola³gicos 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 vocêdeseja um quadro completo das doenças comuns, éclaro que precisara¡ fatorar a influaªncia do DNA mitocondrial. O objetivo final dos estudos do nosso DNA épara entender os mecanismos que estãopor trás dessas doenças e encontrar novas maneiras de trata¡-los. Nosso trabalho pode ajudar a identificar novos alvos potenciais de drogas. "

Ao contra¡rio do DNA nuclear, que étransmitido pela ma£e e pelo pai, o DNA das mitoca´ndrias éherdado exclusivamente da ma£e. 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 indiva­duo - no entanto, não foi isso que a equipe descobriu.

Os pesquisadores mostraram que certas origens genanãticas nucleares estãoassociadas preferencialmente a certas origens genanãticas mitocondriais, particularmente na Esca³cia, Paa­s de Gales e Northumbria. Isso sugere que nossos genomas nuclear e mitocondrial evolua­ram - e continuam a evoluir - lado a lado e interagir uns com os outros.

Um motivo que pode explicar isso éa necessidade de compatibilidade. O ATP éproduzido por um grupo de protea­nas dentro da mitoca´ndria, denominado cadeia respirata³ria. Existem mais de 100 componentes da cadeia respirata³ria, 13 dos quais são codificados pelo DNA mitocondrial; o restante écodificado pelo DNA nuclear. Mesmo que as protea­nas da cadeia respirata³ria sejam produzidas por dois genomas diferentes, elas precisam se interligar fisicamente como pea§as de um quebra-cabea§a.

Se o DNA mitocondrial herdado de uma criana§a não fosse compata­vel com o DNA nuclear herdado do pai, o quebra-cabea§a não se encaixaria de maneira adequada, afetando a cadeia respirata³ria e, consequentemente, a produção de energia. Isso pode influenciar sutilmente a saúde ou a fisiologia de um indiva­duo, o que com o tempo pode ser desvantajoso do ponto de vista evolutivo. Por outro lado, as correspondaªncias seriam incentivadas pela evolução e, portanto, se tornariam mais comuns.

Isso pode ter implicações para o sucesso da terapia de transferaªncia mitocondrial - uma nova técnica que permite aos cientistas substituir as mitoca´ndrias defeituosas de uma ma£e por aquelas de um doador, evitando assim que seu filho tenha uma doença mitocondrial potencialmente fatal.

"Parece que o nosso DNA mitocondrial écompata­vel com o nosso DNA nuclear atécerto ponto - em outras palavras, vocênão pode simplesmente trocar a mitoca´ndria com qualquer doador, assim como vocênão pode receber uma transfusão de sangue de ninguanãm", explicou o professor Chinnery . "Felizmente, essa possibilidade já foi considerada na abordagem adotada pela equipe de Newcastle que foi pioneira nessa terapia."