Novos achados na reprogramação celular

Em uma pesquisa desenvolvida por cientistas do Instituto Babraham, sobre reprogramação epigenética, foi descoberta uma proteína conhecida como AID (Activation-Induced (Cytidine) Deaminase), que exerce grande importância para completar a reprogramação celular em mamíferos. A equipe foi liderada pelo professor de epigenética da Universidade de Cambrigde (UK) e Sócio Diretor do Instituto Babraham, Wolf Reik.  Os resultados da pesquisa podem ser encontrados em um artigo científico na Nature.

O processo de reprogramação está relacionado com a eliminação e a remodelação de marcas epigenéticas, como por exemplo, a metilação do DNA, que ocorre durante o desenvolvimento dos mamíferos. Após a fecundação algumas células do embrião recém-formado se tornarão as células germinativas (espermatozóides e ovócitos). Devido ao fenômeno de imprinting genômico (fenômeno no qual a expressão de um gene depende do genitor que o transmite), os genomas maternos e os paternos são marcados de formas diferentes e devem ser reprogramados. Sendo assim, ao longo do processo de gametogênese as células germinativas primordiais devem ter a sua metilação do DNA biparental original apagada e restabelecida com base no sexo dos pais transmissores. Além da reprogramação, eles buscaram compreender como o ambiente e fatores nutricionais podem interagir com os genes de modo a afetar a saúde.  

A metilação do DNA, ou seja, a adição de um grupo metil à molécula, (à citosina e menos frequentemente à adenina), é importante nos processos de silenciamento do cromossomo X inativo das mulheres, no imprinting genômico e também está ligada ao mecanismo de silenciamento gênico.

Os estudos revelaram que a proteína AID é essencial para o processo de eliminação das marcar químicas que aparecem no genoma de um embrião em desenvolvimento. Na fase embrionária há a formação de todos os tecidos que irão compor o indivíduo, sendo essa proteína a responsável por determinar em que tipo de tecido cada conjunto de células irá formar.  A pesquisa revelou também que a AID pode estar relacionada com a remoção das marcas epigenéticas do DNA por meio da desmetilação, processo importante para a reprogramação celular, no qual ocorre a remoção do grupo metil dos nucleotídeos, podendo ser passiva ou não.

Resultados obtidos mostraram que o bloqueio da metilação do DNA da linha germinal é um processo global, o que acaba limitando o potencial transgeracional da herança epigenética. Foi possível observar também que a deficiência da AID interfere  na eliminação do genoma nos diversos padrões de metilação do DNA. Sendo assim, foi possível concluir que a proteína exerce uma função primordial na reprogramação epigenética e também na restrição da herança de epimutações, em mamíferos.

Uma importante e inédita informação foi revelada nesse estudo. Os pesquisadores conseguiram pela primeira vez medir a amplitude com que ocorre a eliminação das marcas epigenéticas em mamíferos, eliminando o epigenoma entre gerações. Eles descobriram também que há uma brusca variação nos números de metilações. A partir disso, foi possível definir os níveis de herança epigenética dos padrões de metilação do DNA, entre gerações, e a identificação de partes do genoma que são, a princípio, mais resistentes à reprogramação celular, quando comparados a outros segmentos do material genético.      

De acordo com a pesquisa, a ausência da proteína AID nas células faz com que os padrões de metilação não sejam totalmente eliminados, resultando na transmissão de uma memória epigenética.
 

Fatores ambientais

Já se tem conhecimento de que o ambiente pode afetar o genoma, causando mudanças epigenéticas que influenciam o comportamento da célula, sendo assim, fica claro que a epigenética é um componente importante na integração entre o ambiente, o genoma e alguns fatores externos, tais como os sinais nutricionais. Os pesquisadores acreditam que haja a possibilidade de que a informação epigenética seja herdada através das gerações e em um intervalo de tempo mais curto.

O conhecimento dos processos que envolvem a epigenética e as modificações que algumas proteínas podem causar nas células é um grande passo para o desenvolvimento da medicina regenerativa e para a produção de células pluripotentes, para fins terapêuticos.

05/02/2010
Arlei Maturano - Equipe Biotec AHG