Atividade cerebral tem papel no envelhecimento e longevidade humanos

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Em uma recente Natureza Os pesquisadores da Harvard Medical School, em Boston, MA, relatam como encontraram uma assinatura distinta da longevidade humana nos genes do córtex cerebral do cérebro.

A assinatura que eles encontraram é um padrão de expressão gênica que “se caracteriza pela regulação negativa de genes relacionados à excitação neural e à função sináptica”, escrevem os autores.

A atividade neural tem a ver com a quantidade de sinalização – na forma de correntes elétricas e outros transmissores – que está ocorrendo no cérebro. Muita atividade neural, ou excitação excessiva, pode se apresentar de várias maneiras, como uma contração muscular ou uma mudança de humor.

Para o estudo, os pesquisadores realizaram experimentos celulares, genéticos e moleculares em vermes. Eles também analisaram ratos com genes alterados e examinaram o tecido cerebral de pessoas com mais de 100 anos de idade quando morreram.

Esses testes revelaram não apenas que a alteração da atividade neural pode influenciar a vida útil, mas também deram pistas sobre os processos moleculares que podem estar envolvidos.

“Um aspecto intrigante de nossas descobertas”, diz Bruce A. Yankner, professor sênior de genética e neurologia da Harvard Medical School “, é que algo tão transitório quanto o estado de atividade dos circuitos neurais pode ter conseqüências tão amplas para a fisiologia e tempo de vida “.

Influenciadores moleculares da longevidade

Os cientistas sabem há algum tempo que a atividade neural afeta uma série de condições, incluindo epilepsia e demência. No entanto, enquanto alguns estudos em animais apontaram para um efeito no envelhecimento, até agora não estava claro se essa influência também poderia se estender aos seres humanos.

A sinalização pelos hormônios insulina e fator de crescimento semelhante à insulina (IGF) já é conhecida como influenciadores moleculares da longevidade. Os cientistas também acreditam que esse é o mesmo caminho de sinalização pelo qual a restrição calórica funciona.

As novas descobertas revelam que a excitação neural também influencia a longevidade nessa via de sinalização de insulina e IGF. A chave está em um fator de transcrição chamado REST.

Fatores de transcrição são proteínas que ativam e desativam genes, ou seja, controlam a expressão gênica. Dessa maneira, a mesma sequência de genes pode ter efeitos bastante diferentes nas células, dependendo de quais estão ativadas e desativadas.

É em grande parte devido a fatores de transcrição e seu controle da expressão gênica que as células humanas e outros organismos avançados têm um repertório tão grande de reações genéticas em seu ambiente.

No trabalho anterior, o professor Yankner e sua equipe já haviam demonstrado que o REST ajuda a proteger o cérebro de efeitos estressantes que danificam as células nervosas, como as que levam à demência.

REST suprime atividade neural

No novo estudo, os pesquisadores descobriram que o REST também suprime a atividade neural em modelos animais, que variam de vermes a mamíferos. O fator de transcrição parece suprimir genes que têm um papel central na excitação neural.

Esses genes controlam canais de íons, receptores de mensageiros químicos e componentes que compõem as sinapses, que são as estruturas que permitem que as células passem mensagens umas para as outras.

Os investigadores realizaram testes nos quais bloquearam o REST – ou o fator de transcrição equivalente – nos vários modelos animais. Esses testes resultaram não apenas em maior atividade neural, mas também reduziram a vida útil dos animais.

Por outro lado, os níveis de aumento do REST tiveram o efeito oposto – resultaram em menor atividade neural e maior tempo de vida.

Testes de células de tecido cerebral humano pós-morte também revelaram que indivíduos cuja vida útil havia excedido 100 anos apresentavam níveis significativamente mais altos de REST em seus núcleos, em comparação com aqueles cuja vida útil havia sido 20 a 30 anos mais curta.

O efeito da atividade neural mais baixa, por sua vez, liga outro grupo de proteínas chamado fatores de transcrição de garfo que influenciam a longevidade através da via de sinalização de insulina e IGF em muitos organismos.

O professor Yankner sugere que poderia haver fatores genéticos e ambientais por trás da variação da atividade neural em humanos.

Ele e sua equipe propõem que, quando adicionados a descobertas anteriores sobre o papel que o REST desempenha em condições prejudiciais ao cérebro, como demência, os novos resultados devem estimular o interesse no desenvolvimento de medicamentos direcionados à proteína.

Ele adverte, no entanto, que o estudo não esclareceu se a personalidade, o pensamento ou o comportamento das pessoas podem influenciar sua vida útil.

“Uma emocionante área futura de pesquisa será determinar como essas descobertas se relacionam com essas funções cerebrais humanas de ordem superior “.

Bruce A. Yankner