Descobriu-se que a microgravidade causa mudanças marcantes nos ritmos de expressão genética em humanos

Crédito:iScience (2024). DOI:10.1016/j.isci.2024.109331

Os efeitos simulados da microgravidade, criados por 60 dias de repouso constante na cama, perturbam gravemente a expressão genética rítmica em humanos, de acordo com um novo estudo da Universidade de Surrey publicado na iScience .

Os astronautas expostos à microgravidade experimentam alterações na fisiologia, incluindo supressão imunológica, aumento da inflamação e redução da massa muscular e da densidade óssea. Com o aumento dos voos espaciais humanos, é importante compreender as mudanças nos mecanismos moleculares subjacentes a essas mudanças.

O autor principal, Professor Simon Archer, Professor de Biologia Molecular do Sono na Universidade de Surrey, disse:"Este estudo único representa o maior conjunto de dados longitudinais de expressão genética de séries temporais em humanos. A expressão genética humana varia ritmicamente ao longo das 24 horas do dia, e é importante coletar dados de séries temporais, em vez de apenas pontos de tempo únicos, para obter uma imagem completa do que ocorre no corpo quando exposto à microgravidade simulada.

“Isso também levanta questões sobre o impacto do repouso constante em nossos corpos, já que identificamos um efeito dramático na organização temporal da expressão genética humana”.

Num estudo coordenado pela Agência Espacial Europeia na clínica espacial MEDES em Toulouse, 20 homens completaram um protocolo de 90 dias que consiste em duas semanas de linha de base antes de 60 dias de repouso constante na cama, num ângulo de inclinação de seis graus com a cabeça para baixo, para simular os efeitos da microgravidade experimentados pelos astronautas. O protocolo foi concluído com duas semanas de recuperação.

A equipe de pesquisa analisou a expressão genética ao longo de uma série temporal de 24 horas durante dois dias no início do estudo, três dias em repouso na cama e uma vez na recuperação. Os resultados mostraram que 91% da expressão genética foi afetada pelo protocolo, com grandes perturbações no número, no tempo e na amplitude dos genes rítmicos, que apresentam alterações no seu mRNA a cada 24 horas.

A expressão gênica interrompida está associada à tradução de proteínas, processos imunológicos e inflamatórios e diminuição da função muscular. Durante o período de recuperação, a perturbação da função muscular foi restaurada; no entanto, efeitos duradouros foram identificados com a tradução de proteínas.

O autor sênior, Professor Derk-Jan Dijk, Professor de Sono e Fisiologia e Diretor do Centro de Pesquisa do Sono de Surrey, disse:"As viagens espaciais já foram consideradas inatingíveis; no entanto, o crescimento da indústria espacial significa que agora é uma possibilidade real. Ainda se desconhece muito sobre o impacto da microgravidade no corpo, e é importante sabermos mais sobre isto antes de começarmos a “férias” no espaço.

“Com base no que descobrimos, a segunda parte do nosso estudo, usando o mesmo grupo de homens, investigará o impacto que a microgravidade tem no sono, nos ritmos circadianos e nos hormônios dos indivíduos”.

O professor Keith Ryden, professor de engenharia espacial e diretor do Centro Espacial de Surrey, disse:"O voo espacial humano está novamente na agenda, com os astronautas retornando em breve à Lua por meio do projeto Artemis da NASA, juntamente com o crescimento do turismo espacial. Além disso, novos existem planos para um astronauta do Reino Unido ir para a ISS em 2025 por meio do programa UKSA Axiom.

“É ótimo ver que, com esta nova publicação, a Universidade de Surrey, conhecida pela sua investigação espacial, está a estabelecer as bases para gerir melhor o impacto do ambiente espacial nos viajantes espaciais e garantir a sua segurança.”

Mais informações: Simon N. Archer et al, Extensas mudanças dinâmicas no transcriptoma humano e sua organização circadiana durante repouso prolongado na cama, iScience (2024). DOI:10.1016/j.isci.2024.109331
Informações do diário: iScience

Fornecido pela Universidade de Surrey

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