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À medida que as pessoas envelhecem, manter um ambiente social positivo e previsível torna-se cada vez mais importante. Por exemplo, manter laços estreitos com amigos e familiares foi identificado como um dos principais ingredientes para um envelhecimento saudável.
Embora alguns declínios na saúde, mente e corpo sejam inevitáveis, estudos mostraram que manter um ambiente social positivo pode ajudar a evitar alguns dos principais estressores e desafios do envelhecimento.
Os cientistas há muito se interessam em explorar essas causas profundas e estudar como o ambiente pode fornecer uma rota para diminuir o ritmo em que nossos cérebros envelhecem.
“Ainda não temos um bom controle sobre como nosso ambiente social pode ‘irritar’ para afetar nossos corpos e cérebros, mas muitos trabalhos recentes apontaram para mudanças no nível da regulação genética – como nossos genes são ligado e desligado”, disse Noah Snyder-Mackler, professor assistente da Escola de Ciências da Vida da Universidade Estadual do Arizona, Centro de Evolução e Medicina e afiliado do Centro de Pesquisa de Doenças Neurodegenerativas do Instituto de Biodesign da ASU.
E com as novas tecnologias disponíveis, os cientistas podem começar a desvendar a misteriosa conexão entre a dinâmica do ambiente social de uma pessoa e as mudanças moleculares no cérebro.
Mas com estudos humanos difíceis de realizar e com processos de envelhecimento prolongados ao longo de décadas da vida humana típica, cientistas como Snyder-Mackler passaram a usar nossos primos genéticos mais próximos, primatas não humanos, para entender melhor como nosso ambiente social pode alterar nossa fisiologia. desde o nível do organismo até nossos genes.
Agora, em um novo estudo, Snyder-Mackler e os co-primeiros autores Kenneth Chiou (pesquisador de pós-doutorado na ASU) e Alex DeCasien (anteriormente na Universidade de Nova York, agora pesquisador de pós-doutorado no Instituto Nacional de Saúde Mental) lideraram uma pesquisa internacional equipe
que demonstraram que, em uma população de macacos, as fêmeas com um status social mais alto tinham perfis moleculares mais jovens e resilientes, fornecendo um elo fundamental entre o ambiente social e cérebros saudáveis.
Este trabalho foi realizado em macacos rhesus, que “são as espécies de primatas não humanos mais bem estudadas na medicina. Esses animais também mostram algumas das mesmas mudanças relacionadas à idade que vemos em humanos, incluindo declínios na densidade óssea e massa muscular, imunidade mudanças no sistema e um comprometimento geral das funções comportamentais, sensoriais e cognitivas”, disse Snyder-Mackler.
A equipe incluiu colaboradores-chave no Centro de Pesquisa de Primatas do Caribe/Universidade de Porto Rico, Universidade de Washington, Universidade da Pensilvânia, Universidade de Exeter, Universidade de Nova York, Universidade Central da Carolina do Norte, Universidade de Calgary e Universidade de Lyon. O estudo foi publicado na revista Natureza Neurociência e financiado pelo Instituto Nacional do Envelhecimento, Instituto Nacional de Saúde Mental, Fundação Nacional de Ciências e Institutos Nacionais de Saúde do Escritório de Programas de Infraestrutura de Pesquisa.
“Este estudo se baseia em mais de 15 anos de trabalho de nossa equipe investigando as interações entre comportamento social, genética e o cérebro dos macacos Cayo”, disse Michael Platt, professor da Escola de Medicina Perelman, Escola de Artes e Ciências e Wharton Business School da Universidade da Pensilvânia. “As descobertas feitas por nossa equipe demonstram o valor de todo o trabalho e recursos investidos neste estudo de longo prazo.”
“O estudo mostra o valor da construção de redes colaborativas de longo prazo entre instituições”, acrescentou James Higham, professor de antropologia da Universidade de Nova York. “O financiamento de longo prazo para essas redes é a chave para permitir importantes descobertas multidisciplinares em populações de animais naturalistas”.
O ambiente social e a biologia do envelhecimento
Um tema amplo do laboratório de Snyder-Mackler é investigar as causas e consequências da variação no ambiente social, examinadas em escalas de pequenas moléculas até todo o organismo.
Na última década, novas tecnologias genômicas impulsionaram os pesquisadores a investigar essas interações em um nível sem precedentes para explorar essa interação dinâmica entre o ambiente e o genoma. Uma adversidade social ou ambiental pode imitar a idade avançada no nível molecular? A resposta é um decidido sim. A equipe de Snyder-Mackler publicou recentemente (10.1073/pnas.2121663119) um dos primeiros estudos mostrando que indivíduos que passaram por um desastre natural, especificamente um furacão, tinham sistemas imunológicos molecularmente mais antigos.
O grupo que eles estudaram é uma população de macacos rhesus de vida livre que vivem na ilha isolada de Cayo Santiago, Porto Rico. Os animais vivem na ilha desde 1938 e são administrados pelo Caribbean Primate Research Center (CPRC).
Para fazer as conexões entre o status social e o funcionamento interno do cérebro, a equipe realizou dois estudos complementares: 1) gerando conjuntos de dados abrangentes de expressão gênica de 15 regiões diferentes do cérebro e 2) focando em uma região com mais detalhes no único nível celular (neste caso, uma análise detalhada dentro de uma única região do cérebro, o córtex pré-frontal dorsolateral (dlPFC), uma área do cérebro há muito associada à memória, planejamento e tomada de decisão. Este trabalho foi complementado por observações comportamentais detalhadas e coleta de dados em 36 animais de estudo (20 fêmeas e 16 machos).
Padrões emergentes
Quando eles agruparam cada amostra de região cerebral por idade, 8 grupos distintos de genes se destacaram. Entre os mais interessantes estavam os envolvidos nos processos metabólicos, na sinalização celular e nas respostas imunes e ao estresse.
“Acabamos identificando milhares de genes mostrando diferenças associadas à idade nos padrões de expressão, incluindo cerca de 1.000 que mostram padrões altamente consistentes em todo o cérebro”, disse Chiou.
Em seguida, eles se concentraram em sua análise para ampliar a área do córtex pré-frontal do cérebro em um único nível de célula.
“Complementamos nossos dados de expressão gênica em todo o cérebro com medidas da expressão de genes em 71.863 células individuais no dlPFC em 24 fêmeas ao longo da vida do macaco”, disse Chiou.
Os dados de expressão gênica permitiram classificar cada célula individual em oito tipos amplos de células neurais (por exemplo, neurônios excitatórios, micróglia, etc.) e, em seguida, analisá-los em 26 tipos e subtipos distintos de células na região do cérebro dlPFC.
Eles também revelaram fortes paralelos entre as assinaturas de expressão genética de macacos e humanos. Algumas dessas variações eram específicas de regiões associadas a doenças neurológicas degenerativas, enquanto outras refletem padrões neurológicos conservados associados à idade avançada em todo o cérebro.
Quando comparados aos dados do cérebro de camundongos e humanos, os caminhos que mostram as maiores semelhanças na variação ligada à idade entre as regiões foram centrais para a comunicação célula a célula do cérebro (transmissão sináptica química, compartilhada em cinco regiões), crescimento cerebral (regulação negativa de neurogênese, compartilhada entre três regiões) e um gene regulador cerebral chave para o crescimento e morte celular (regulação positiva do fator de necrose tumoral de citocina pró-inflamatória, compartilhado em três regiões).
Mas nem todas as descobertas encontraram paralelos em humanos, sugerindo que pode haver causas profundas de algumas doenças neurodegenerativas que também fazem parte do que nos torna exclusivamente humanos.
Essas diferenças importantes entre os efeitos da idade em macacos e humanos podem ajudar a explicar os mecanismos únicos subjacentes a algumas doenças neurodegenerativas humanas.
Entre as vias bioquímicas que mostraram a maior divergência de idade entre as regiões estavam as vias energéticas (cadeia de transporte de elétrons/fosforilação oxidativa, encontradas em quatro regiões). Curiosamente, as doenças neurodegenerativas humanas, como a doença de Parkinson (quatro regiões), a doença de Huntington (três regiões) e a doença de Alzheimer (uma região), foram associadas a alguns dos conjuntos de genes mais divergentes entre humanos e macacos.
“Isso sugere que, embora as vias de neurodegeneração em humanos difiram dos macacos em seus perfis de idade em algumas regiões, elas ainda exibem uma forte sobreposição com a adversidade social, fazendo um paralelo entre as ligações epidemiológicas em humanos entre a adversidade social e as doenças neurodegenerativas”, disse DeCasien.
O envelhecimento está associado à variação no ambiente social
Em seguida, a equipe aplicou seus dados aos aspectos sociais do envelhecimento dos macacos, que possuem várias características únicas. Em macacos fêmeas, a classificação de dominância (o análogo do status social do macaco) é herdada de sua mãe e, na maioria das vezes, permanece estável ao longo de suas vidas. Isso é muito diferente do padrão encontrado em macacos machos, que deixam seus grupos quando amadurecem e entram em seus novos grupos na base da hierarquia antes de subir de posição à medida que seu mandato no novo grupo aumenta.
“As evidências em humanos e outras espécies sociais sugerem que a variabilidade no risco, início e progressão de morbidades relacionadas à idade é explicada em parte pela variação na adversidade social”, disse Snyder-Mackler. “Em macacos fêmeas, por exemplo, o baixo status social está associado ao aumento da mortalidade, e seus efeitos na expressão de genes de células imunológicas são semelhantes às assinaturas de expressão de genes do envelhecimento em humanos”.
Em seguida, eles queriam determinar se a adversidade social poderia estar ligada às assinaturas moleculares da idade no cérebro dos macacos. Eles descobriram que o efeito da classificação na expressão gênica foi particularmente impulsionado por perfis moleculares mais jovens em mulheres de alto escalão, sugerindo que associações entre classificação mais alta e idade cerebral mais jovem não são expressas linearmente ao longo da hierarquia social, mas são específicas para mulheres com as classificações mais altas. . O alto status social pode conferir várias vantagens, incluindo maior acesso a recursos, ambientes mais previsíveis e menor assédio de colegas de grupo.
“Nossas descobertas fornecem algumas das primeiras evidências de paralelos moleculares entre o envelhecimento e a adversidade social no cérebro, fornecendo um mecanismo-chave que liga ambientes adversos (ou, inversamente, benéficos) e início precoce e progressão mais rápida do declínio cerebral e doenças relacionadas à idade”. disse DeCasien.
Pensamentos finais
Esses atlas e descobertas agora fornecerão alvos valiosos para estudos futuros em um modelo tratável e clinicamente importante da saúde humana e do envelhecimento.
Esses links têm potencialmente uma explicação causal; o estresse crônico da adversidade social, por exemplo, foi proposto para acelerar o envelhecimento, promovendo a inflamação crônica de um sistema imunológico enfraquecido. Seu trabalho ressalta a importância de considerar o ambiente social como um modificador chave do envelhecimento e da saúde.
“Não há mais dúvidas de que a vida social dos humanos e de outros grupos de animais vivos está inexoravelmente entrelaçada com o restante de sua biologia”, diz Lauren Brent, professora associada de psicologia e comportamento animal da Universidade de Exeter. “Pesquisas futuras emocionantes nos mostrarão por que nossas interações com outras pessoas podem afetar a rapidez com que envelhecemos e se esses impactos são reversíveis.
E podemos estar bem encaminhados para esse objetivo graças aos dados e descobertas deste estudo. “Em conjunto, nossas descobertas fornecem um rico recurso molecular que cataloga mudanças moleculares associadas à idade no cérebro – em um modelo de primata não humano vivendo em um ambiente social e naturalista complexo”, disse Snyder-Mackler. “Esperamos que eles nos dêem novos insights sobre como todos nós podemos levar uma vida mais longa, saudável e feliz”.
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