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segunda-feira, 12 de março de 2018

Epigenética. "Cesse tudo o que a musa antiga canta"?

Com um certo grau de exagero é possível que a epigenética esteja para a genética como a mecânica quântica está para a física clássica. Nem tanto pela alteração da compreensão de aspectos fundamentais do funcionamento do Universo (ou de parte dele) - que, sim, é necessária -, quanto pelos abusos perpretados atribuindo-se uma série de fenômenos não bem estabelecidos (ou bem estabelecidos como ausentes) por conta de um mecanismos relativamente mal compreendido - no limite, nas explorações misticóides pseudocientíficas.

Mesmo especialistas podem ser tentados a cair em exageros a respeito do quão revolucionária à compreensão da evolução da a epigenética seria.

Um artigo de divulgação do Prof. Kevin Laland, originalmente publicado no site Aeon, foi recentemente traduzido para a Folha de S. Paulo. A versão brazuca dá um título diferente e amplamente enganador. O título original: "Science in flux: is a revolution brewing in evolutionary theory?" ["Ciência em transformação: estaria uma revolução sendo gestada na teoria da evolução?"] é mais comedido (a começar pela interrogação - ainda que, no texto, o autor procure responder positivamente) do que a afirmação do título da tradução: "Descobertas contestam hegemonia de Darwin e recuperam Lamarck".

O próprio autor, embora faça menção a Lamarck, reconhece que não dá pra cravar que a herança epigenética seja uma herança de caracteres adquiridos como teria sido proposta pelo naturalista francês: "Biologists dispute whether epigenetic inheritance is truly Lamarckian or only superficially resembles it [...]" ["Biólogos argumentam discutem se a herança genética é verdadeiramente lamarquiana ou apenas superficialmente se parece com ela [...]", o que é longe de "recuperar Lamarck" como o título brazuca diz. Cabe salientar que o mecanismos de herança é totalmente secundário tanto na teoria evolutiva de Lamarck quanto na de Darwin - que aceitava a possibilidade da ocorrência de herança de características adquiridas - de modo que é muita forçação de barra contrapor os dois gigantes com base nos achados sobre a epigenética.

Mas, afinal, o que é a epigenética?

O termo é ambíguo e com várias definições, de modo que o potencial de confusão é ainda maior, mas, grosso modo, pode-se referir a uma camada de informação além da codificada no ADN que permite que células e organismos com o mesmo conteúdo genético exibam características diferentes.

Na origem, o biólogo britânico Conrad H. Waddington, estudando a diferenciação celular (epigênese), definiu a epigenética, na década de 1940, como "estudo dos mecanismos causais pelos quais os genes de um genótipo levam a seus efeitos fenotípicos" (Haig 2004). Na década seguinte, o geneticista americano David L. Nanney redifiniu mecanismos epigenéticos como aqueles que permitem a perpetuação de diferença fenotípicas na ausência de diferenças na sequência de ADN, uma "persistência homeostática" não-genética (Greally 2018).

No uso mais recente - que emergiu nos últimos 30 a 40 anos -, a epigenética pode ser definida como o ramo da biologia que estuda fenômenos de alterações estruturais em partes dos cromossomos em resposta a fatores ambientais que registra, sinaliza ou perpetua alterações no estado de atividade de um ou mais genes [Bird 2007] - tais alterações podem ser transmitidas ao longo de várias gerações.

O geneticista médico americano John M. Greally (2018) propôs a seguinte lista de conferência para se decidir pelo uso do termo "epigenética" e correlatos:
"1) Você quer usar o termo 'epigenética' para descrever a memória celular, homeostase persistente na ausência da perturbação original ou o efeito sobre o destino celular que não é atribuível a mudanças na sequência de ADN?
Vá em frente. Waddington e Nanney ficariam orgulhosos de você.
2) Você quer descrever um nível mais elevado de informação que existe além do genoma e instrui aos genes como e quando se ativarem ou desativarem?
Você está descrevendo a regulação de transcrição. A menos que você esteja também descrevendo a situação do primeiro ponto, você não deve chamar isso de epigenética, ainda que você ache que isso faça sua pesquisa soar mais sexy. Aplique a precisão científica e use termos como 'regulação da transcrição'.
3) Você encontrou diferenças na metilação do ADN ao comparar dois conjuntos de amostras, mas não controlou influências que podem confundir como a proporção de subtipos celulares, polimorfismo da sequência de ADN ou causação reversa. Você quer chamar isso de 'epigenético'?
Não. Você não pode.
4) Se você quer saber se é OK acrescentar geleia real a geleia de petróleo e comercializar isso como 'creme facial epigenético'?
Se você puder vender isso para os otários, vá em frente. Mas não poderemos mais ser amigos."

Qual é a da epigenética?

Os fenômenos a que Laland se refere em seu texto são todos epigenéticos do tipo 1 de Greally? Nem todos foram estudados a ponto de isolar adequadamente os fatores de confusão.

A frase do autor em que reconhece a disputa que há entre biólogos para classificar os fenômenos como lamarckianos termina com: "[...] but there is no getting away from the fact that the inheritance of acquired characteristics really does happen" ("[...] mas não há como negar o fato de que a herança de características adquiridas realmente ocorrem"). Que pode ocorrer - como herança cultural e mesmo por marcações epigenéticas - é razoavelmente bem estabelecido. Porém, o quão frequente e distribuído é esse tipo de herança entre os organismos, isto é, o quão significativo é para se clamar por revolução ou contestação de hegemonia é algo por ser estabelecido.

Um dos estudos citados por Laland, de aparente transmissão de comportamento diante de um cheiro a que os ancestrais foram expostos (Dias & Ressler 2014), sofre do problema de ausência de mecanismos conhecidos em que a exposição a um cheiro e associação a uma situação traumática possa influenciar a gametogênese - especialmente resultando em uma marcação específica (os descendentes não parecem responder do mesmo modo a estímulos diversos dos apresentados à geração original). De modo geral, vários casos propostos de herança epigenética padecem do mesmo problema (Isbel & Whitelaw 2015).

De todo modo, as enzimas que controlam as modificações estruturais nos cromossomos - isto é, as marcações epigenéticas - são codificadas por genes e estão sob controle da expressão de outros genes. O processo de transdução do sinal também envolve a ação de produtos de outros genes. (Uma pena que a expressão 'hipogenética' já seja empregada como 'desenvolvimento abaixo do normal', daria um bom trocadilho para enfatizar que as alterações epigenéticas estão em grande parte sob controle genético.)

E, independentemente disso, os fenótipos resultantes das marcações epigenéticas estarão sujeitos aos mesmos processos evolutivos dos resultantes das mutações genéticas: seleção natural, deriva, migração, seleção sexual...

Nos animais, em que as células que darão origem aos gametas são segregadas muito cedo durante o desenvolvimento (ao contrário das plantas em que virtualmente qualquer célula pode acabar dando origem a um novo indivíduo), há mais fatores complicadores para estabelecer a marcação epigenética como um fator de alto potencial evolutivo. Durante a gametogênese e nos estágios iniciais do desenvolvimento embrionário, costuma ocorrer um amplo "apagamento" das marcações, restabelecendo um estado padrão de metilação do ADN; algumas regiões, como áreas de ADN repetitivo, resistem ao apagamento, mas não está bem estabelecido que a metilação dessas áreas seja responsiva a sinais ambientais (Isbel & Whitelaw 2015).

Porém, mais do que tudo, ainda faltam exemplos de efeitos evolutivos de longo prazo.

A herança epigenética pode eventualmente se mostrar relevante e realmente provocar uma significativa modificação na compreensão da evolução biológica. Mas clamar vitória, pelo menos até o momento, parece-me ainda altamente precipitado.

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