Conceito de Epigenética
Em meados do século XX, alguns biólogos perceberam que a genética e a biologia evolutiva estavam relacionadas e que deviam, eventualmente, unir-se numa disciplina comum, a epigenética. Atualmente, a Epigenética, é definida como as alterações genéticas que ocorrem na célula e são transmitidas às células filhas, sem qualquer modificação da sequência de DNA. As mudanças epigenéticas são cruciais para o desenvolvimento e diferenciação dos vários tipos de células num organismo, bem como para processos celulares normais, como a inativação do cromossoma X em mamíferos do sexo feminino. Os estados epigenéticos podem ser introduzidos por influência ambiental ou durante o processo de envelhecimento, e a importância das alterações epigenéticas no desenvolvimento de cancro e outras doenças é cada vez mais estudado.
Principais causas de alterações epigenéticas: O desenvolvimento nas primeiras semanas de vida é um período crucial para o estabelecimento e manutenção de marcas epigenéticas. O risco de desenvolvimento de determinadas doenças na idade adulta está altamente associado a condições ambientais adversas durante o desenvolvimento embrionário. Estudos recentes demonstram que uma dieta baseada em alimentos com alto teor de grupos metil pode afetar a metilação do DNA e, consequentemente, a expressão de genes, dando origem a alterações epigenéticas. Restrições alimentares durante a gestação, stress ambiental, exposição a pesticidas, toxinas e outros compostos sintéticos podem também induzir este tipo de alterações e dar fruto a graves doenças na idade adulta, nomeadamente o cancro. Indivíduos com obesidade, diabetes tipo 2, doenças cardiovasculares sofreram uma programação epigenética anormal, durante o desenvolvimento fetal, como consequência de uma nutrição inadequada e distúrbios metabólicos.
Controlo de alterações epigenéticas: A ingestão de ácido fólico e/ou de metionina regulam a metilação de DNA e ajudam na prevenção de alterações epigenéticas.
Diferenças fenotípicas em organismos geneticamente idênticos: perspetiva epigenética
Os gémeos homozigóticos partilham um genótipo comum. Contudo, muitos tipos de diferenças fenotípicas podem ser observadas, como as diferenças na suscetibilidade a doenças. Apesar de haver uma grande quantidade de explicações possíveis para este facto, a existência de diferenças epigenéticas é a mais relevante. Uma observação dos padrões de metilação do DNA e acetilação de histonas em cromossomas de gémeos homozigóticos revela que embora os gémeos sejam epigeneticamente indistinguíveis durante os primeiros anos de vida, em idade adulta exibem grandes diferenças nos padrões acima referidos, o que conduz a diferenças na expressão de genes e, consequentemente, diferenças no fenótipo. A epigenética permite, assim, explicar o porquê de indivíduos com o mesmo genótipo manifestarem diferentes afinidades para o desenvolvimento de determinadas doenças.
Reversibilidade epigenética: Existem algumas caraterísticas que distinguem a epigenética dos mecanismos da genética convencional, e um deles é a reversibilidade. Modificações genéticas, mutações, contrastam com modificações epigenéticas; não há forma de reverter mutações, pois são estáveis. Pelo contrário, uma mutação epigenética é algo suscetível de uma certa modulação, são reversíveis. Entende-se por reversibilidade epigenética, a capacidade de enzimas ou de agentes desmetilantes (fármacos), alterarem o estado de metilação das proteínas associadas ao DNA (histonas) ou mesmo do próprio DNA. Subentende-se apartir desta definição, que a reversibilidade epigenética poderá revelar-se de duas formas: induzida, através de terapia clínica pelo uso de fármacos; inerente ao organismo, devido à existência de certas enzimas que contribuem para a transferência de grupos metil do DNA (metiltransferases de DNA) ou das proteínas associadas, histonas (desmetilases de histonas). Estes dois fatores podem no entanto atuar em conjunto, no sentido da alteração de padrões epigenéticos ao longo de todo o genoma e do desenvolvimento humano. Esta potencial reversibilidade de estados epigenéticos oferece estimulantes oportunidades no que toca à conceção de fármacos para posterior uso clínico, como por exemplo no tratamento de cancro. Para concluir este tópico, resta ainda referir os avanços que esta área da epigenética tem fornecido para a medicina e a vida humana. O controlo da reversibilidade epigenética é, assim como a própria epigenética, um conhecimento em ascensão, que pensa-se vir a revolucionar a terapêutica e o tratamento de doenças de uma sociedade que assume comportamentos cada vez mais agressivos para a saúde.
Epigenética e Evolução: A herança epigenética acrescenta uma outra dimensão à imagem moderna de evolução, onde são consideradas lentas alterações do genoma, através de processos de mutação aleatória e de seleção natural. No entanto, são necessárias muitas gerações para que uma caraterística genética se torne comum a uma população. O epigenoma, por outro lado, pode ser alterado rapidamente em resposta a sinais ambientais. Além disso mudanças epigenéticas podem ocorrer em muitos indivíduos ao mesmo tempo. O epigenoma continua a ser flexível como as condições ambientais continuam a mudar. A herança epigenética pode permitir a um organismo ajustar continuamente a sua expressão de genes para que se adeqúem ao seu ambiente – sem alterar o seu código de DNA. Como referido anteriormente, a descoberta de uma herança epigenética leva-nos a reviver a anteriormente desacreditada teoria de Lamarck, segundo a qual indivíduos podiam influenciar os genes pelo comportamento que adoptavam em vida. Segundo esta teoria, acreditava-se que girafas, por exemplo, haviam desenvolvido longos pescoços pelo simples ato de se esticarem para alcançar os ramos mais altos. No entanto, a herança epigenética claramente não envolve a alteração de genes. O lamarquismo subtendia que as ações ou experiências de um organismo pudessem fazer com que os genes subjacentes fossem modificados por meio da alteração do código do DNA. A herança epigenética simplesmente altera a capacidade de um gene se manifestar nas gerações futuras, mas não altera a sequência de DNA. Não podemos esquecer que carateres epigenéticos podem sofrer reversibilidade, pelo que, ainda existem poucas ou nenhumas evidências de que esta alteração na expressão de genes persista durante muitas gerações. E, no entanto, é exatamente esta faixa de curto prazo, associada à sua capacidade de responder imediatamente às sugestões do ambiente que torna a epigenética uma inestimável ferramenta de adaptação. Pode vir a ocorrer que a descoberta de uma herança epigenética ajude a preencher algumas das lacunas na teoria da evolução que os criacionistas exploraram para atacar o darwinismo, acrescentando um terceiro mecanismo da evolução aos dois que já conhecemos: mutação e seleção natural de genes. A mutação é a força microevolutiva que proporciona uma evolução mais lenta, permitindo que os genes mudem e desenvolvam variabilidade dentro de uma população, a seleção natural pode ser vista como um mecanismo de adaptação de médio alcance, trabalhando mais rápido que a mutação, mas não tão depressa quanto a herança epigenética. Estamos no alvorecer da epigenética, mas cada vez parece mais provável que ela conduza a uma importante reformulação da teoria da evolução. Isso porque, embora a herança epigenética não ressuscite tecnicamente o lamarquismo, ela, na prática, representa que nós transmitimos atributos que adquirimos por meio da experiência aos nossos filhos e até mesmo netos. Acima de tudo, revela que a biologia não só depende dos genes para as informações que determinam o futuro de um organismo. Pelo menos temporariamente, a informação sobre a herança pode estar num nível acima dos genes, fornecendo um desvio para os obstáculos ambientais.
