.
O corpo humano funciona com um relógio sincronizado com o ciclo de 24 horas da rotação da Terra, conhecido como relógio circadiano, que controla vários processos fisiológicos, como o ciclo sono-vigília, produção de hormônios e metabolismo.
Em um novo estudo, os pesquisadores liderados por Felix Naef na EPFL foram capazes de descobrir a organização dos ritmos de expressão gênica específicos do tecido em humanos e lançar luz sobre como nossos relógios biológicos dependem do sexo e da idade.
Em organismos modelo, a análise de ritmos moleculares geralmente é feita usando medições com carimbo de tempo – mas esses dados não estão prontamente disponíveis em humanos. Para contornar isso, os pesquisadores usaram medições existentes de uma grande coorte de doadores post-mortem, combinadas com um novo algoritmo de computador projetado para atribuir horários internos a quase mil doadores.
“Curiosamente, o algoritmo de ciência de dados que desenvolvemos acabou se assemelhando a modelos de sistemas magnéticos, que são bem estudados em física estatística”, diz Felix Naef. Usando essa abordagem inovadora, os pesquisadores obtiveram a primeira visão abrangente e precisa de todo o organismo dos ritmos de expressão gênica de 24 horas em 46 tecidos humanos.
O estudo descobriu que as propriedades do maquinário do relógio central são conservadas em todo o corpo e não mudam significativamente com o sexo e a idade. Por outro lado, a análise revelou extensos programas de ritmos de expressão gênica nos principais compartimentos do metabolismo, vias de resposta ao estresse e função imunológica, e esses programas atingiram o pico duas vezes ao dia.
De fato, a organização emergente do tempo circadiano do corpo inteiro mostra que a expressão do gene rítmico ocorre como ondas matinais e noturnas, com o tempo na glândula adrenal atingindo o pico primeiro, enquanto as regiões do cérebro exibem uma ritmicidade muito menor em comparação com os tecidos metabólicos.
Dividir os doadores por sexo e idade revelou uma riqueza anteriormente desconhecida de ritmos de expressão gênica específicos de sexo e idade espalhados por funções biológicas. Surpreendentemente, os ritmos de expressão gênica eram dimórficos em relação ao sexo (diferentes em machos e fêmeas) e mais sustentados em fêmeas, enquanto os programas rítmicos eram geralmente reduzidos com a idade em todo o corpo.
Ritmos sexuais dimórficos – referindo-se às diferenças entre machos e fêmeas – foram particularmente perceptíveis na “desintoxicação xenobiótica” do fígado, o processo pelo qual o fígado decompõe substâncias nocivas. Além disso, o estudo descobriu que, à medida que as pessoas envelhecem, o ritmo da expressão gênica diminui nas artérias do coração, o que pode explicar por que as pessoas mais velhas são mais suscetíveis a doenças cardíacas. Esta informação pode ser útil no campo da “cronofarmacologia”, que é o estudo de como o relógio interno de uma pessoa afeta a eficácia e os efeitos colaterais da medicação.
Este estudo fornece novos insights sobre a complexa interação entre nosso relógio biológico, sexo e idade. Ao compreender esses ritmos, podemos encontrar novas formas de diagnosticar e tratar patologias como distúrbios do sono e doenças metabólicas.
.
