Como os relógios do envelhecimento funcionam:novo estudo aponta para mudanças estocásticas nas células
Simulações de acumulação de variação estocástica de metilação de DNA de célula única permitem a construção de relógios de envelhecimento para previsões de idade cronológica e biológica de pan-mamíferos. Crédito:Envelhecimento da Natureza (2024). DOI:10.1038/s43587-024-00619-x Relógios antigos podem medir a idade biológica dos humanos com alta precisão. A idade biológica pode ser influenciada por fatores ambientais como tabagismo ou dieta alimentar, desviando-se assim da idade cronológica que é calculada a partir da data de nascimento. A precisão destes relógios antigos sugere que o processo de envelhecimento segue um programa.
Os cientistas David Meyer e o professor Dr. Björn Schumacher do CECAD, o Cluster de Excelência em Respostas ao Estresse Celular em Doenças Associadas ao Envelhecimento da Universidade de Colônia, descobriram agora que os relógios do envelhecimento realmente medem o aumento nas mudanças estocásticas nas células. O estudo "Relógios de envelhecimento baseados na variação estocástica acumulada" foi publicado na Nature Aging .
"O envelhecimento é desencadeado quando os blocos de construção das nossas células são danificados. O local onde esse dano ocorre é, em grande parte, aleatório. Nosso trabalho combina a precisão dos relógios do envelhecimento com o acúmulo de mudanças totalmente estocásticas em nossas células", disse o professor Schumacher.
Menos verificações, mais ruído
Com o aumento da idade, o controlo dos processos que ocorrem nas nossas células torna-se menos eficaz, resultando em resultados mais estocásticos. Isto é particularmente evidente no acúmulo de mudanças estocásticas na metilação do DNA. A metilação refere-se às mudanças químicas que afetam o DNA, os blocos de construção do genoma. Esses processos de metilação são estritamente regulados no corpo. No entanto, durante o curso da vida, ocorrem mudanças aleatórias nos padrões de metilação. O acúmulo de variação é um indicador altamente preciso da idade de uma pessoa.
A perda de controle sobre as células e o aumento da variação estocástica não se restringem à metilação do DNA. Meyer e Schumacher também demonstram que o aumento nas variações estocásticas na atividade genética pode ser usado como um relógio de envelhecimento.
"Em princípio, seria viável ir ainda mais longe, permitindo que as variações estocásticas em qualquer processo na célula previssem a idade", disse Schumacher. Segundo os autores, é sobretudo crucial verificar se tais relógios de envelhecimento podem mostrar o sucesso de intervenções que retardam o processo de envelhecimento ou de fatores prejudiciais que aceleram o envelhecimento.
Utilizando os conjuntos de dados disponíveis, os cientistas mostraram que fumar aumenta as mudanças aleatórias nos seres humanos e que intervenções “anti-envelhecimento”, como a menor ingestão de calorias em ratos, reduzem a variação nos padrões de metilação. Eles também mostraram que o ruído estocástico é até reversível por meio da reprogramação de células do corpo em células-tronco.
Os cientistas compararam fibroblastos humanos da pele que foram reprogramados em células-tronco e que, como resultado da reprogramação, são rejuvenescedores. A alta variação indicativa da idade das células do corpo foi de fato revertida para o baixo ruído estocástico das células-tronco jovens.
Meyer e Schumacher esperam que as suas descobertas sobre a perda de regulação e as variações estocásticas acumuladas levem a novas intervenções que possam atacar a causa raiz do envelhecimento e podem até levar ao rejuvenescimento celular. Um alvo para tais intervenções poderia ser a reparação de alterações estocásticas no ADN ou a melhoria do controlo da expressão genética.
