Um estudo da Universidade Estadual da Carolina do Norte descobriu que o meio ambiente causou alterações em áreas específicas do genoma – conhecido como regiões de controle de impressão – durante o desenvolvimento precoce, pode contribuir para o risco de desenvolver a doença de Alzheimer e que os negros podem ser mais afetados que os brancos. O trabalho contribui para nossa compreensão das maneiras pelas quais os fatores ambientais podem contribuir para alterações genéticas e suscetibilidade à doença.
“Em termos de genética e doenças, sempre penso na analogia do Dr. Kenneth Olden: a genética carrega a arma e o ambiente puxa o gatilho”, diz Cathrine Hoyo, professor de ciências biológicas do estado da NC e co-correspondente autor da pesquisa.
“De fato, o Instituto de Medicina estimou que a resposta epigenética ao meio ambiente -como nossos genes respondem ao meio ambiente -contribui entre 70% a 90% do risco de doença crônica. E sabemos que, em caso de doença de Alzheimer, apenas cerca de 5% dos casos são familiares ou herdados.
“Também sabemos que o risco de desenvolver não-familiar ou esporádico, Alzheimer difere de acordo com a raça-os negros têm o dobro da incidência de pessoas brancas”, continua Hoyo. “Então, queríamos ver se poderíamos identificar características epigenéticas estáveis - partes do epigenoma que provavelmente mudaram uma vez estabelecidas – que distinguiam os cérebros de Alzheimer daqueles sem a doença”.
Especificamente, a equipe de pesquisa usou o impressão – as regiões de controle de impressão (ICRs) no genoma humano que regulam a expressão de genes impressos – para identificar características epigenéticas estáveis que distinguiam pessoas com a doença de Alzheimer daqueles sem.
Os genes impressos diferem de outros genes porque apenas uma cópia dos pais de um gene impressa está ativo. A outra cópia é metilada ou silenciada no início do desenvolvimento. Além disso, com esses genes, as marcas de metilação que controlam sua expressão são suscetíveis a influências ambientais.
“Com genes impressos, não há uma cópia de backup em caso de mutação”, diz Randy Jirtle, professor de epigenética do NC State e co-correspondente autor da pesquisa. “Os ICRs controlam a expressão desses genes – em outras palavras, dizem que os genes impressos onde, quando e como trabalhar através da metilação do DNA. E essas marcas de metilação nos ICRs normalmente não mudam, a menos que sejam alteradas no início do desenvolvimento, seja na concepção ou logo depois”.
Para o estudo, a equipe teve amostras de tecidos cerebrais de 17 doadores – oito cérebros normais e nove com Alzheimer. Cada grupo foi dividido entre doadores negros brancos não hispânicos e não hispânicos (o grupo do Alzheimer tinha cinco amostras de doadores negros e quatro de doadores brancos).
A equipe sequenciou o genoma inteiro para cada amostra e, em seguida, procurou os ICRs nos cérebros de Alzheimer que eram super ou sub-metilados em comparação com os cérebros saudáveis.
Eles encontraram 120 ICRs de metilados de maneira diferente nos cérebros de Alzheimer. Quarenta foram encontrados nas populações preto e branco combinadas; No entanto, 81 ICRs foram encontrados apenas na população negra e 27 foram encontrados apenas na população branca.
Os ICRs diferentes de metilados comuns a ambas as populações estão associados a (MEST/MESTIT1), um gene impressa paternalmente expresso e NLRP1, um gene impressa previsto envolvido na inflamação cerebral.
“A importância de encontrar as ICRs comuns é que elas podem nos ajudar a desenvolver testes universais para possíveis marcadores de doenças”, diz Hoyo. “Mas foi muito intrigante descobrir que a população negra tinha quase três vezes mais os ICRs afetados do que a população branca.
“Quando você vê esse nível de diferença, e sabe que as mudanças que você está encontrando são causadas precocemente pelas interações ambientais, uma explicação possível é que existem estressores únicos ou diferentes nessa população, e esses efeitos epigenéticos estão sendo transmitidos”.
Os pesquisadores esperam que o trabalho possa levar a testes e direcionar intervenções precoces para impedir a doença de Alzheimer.
“Sabemos que a prevenção direcionada por longos períodos pode alterar o risco”, diz Hoyo. “Portanto, se você puder alertar as pessoas desde o início sobre seus riscos e aplicar intervenções direcionadas, poderá impedir o início da doença”.
“Epigenética é a ciência da esperança”, diz Jirtle. “Você não pode necessariamente reverter as mutações genéticas, mas quando você sabe que os riscos de doenças resultam de mudanças no epigenoma, você pode negá -las”.
O trabalho aparece na epigenética clínica e foi apoiado pelos Institutos Nacionais de Saúde sob doações R01HD098857, R01MD017696, R01MD011746, P30ES025128 e R01ES032462. As amostras de tecido cerebral foram fornecidas pela Faculdade de Medicina da Duke University. Ex -Ph.D. do Estado da NC. O aluno Sebnam Cevik é o primeiro autor. Outros colaboradores estaduais da NC foram David Skaar, Professor de Pesquisa Associada de Biologia; Antonio Planchart, professor associado de biologia; e Ph.D. Aluno Dereje Jima. Dr. Andy Liu, Dr. Truls Østbye e Dra. Heather E. Whitson, da Faculdade de Medicina da Universidade de Duke, também contribuíram para o trabalho.