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Cientistas encontram fórmula comparativa entre a idade de cães e de humanos


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          Um mito bastante comum diz que 1 ano de vida de um cão equivale a 7 anos de vida de um humano. Provavelmente, tal "fórmula" pode ter sido baseada na expectativa de vida média observada para cães domésticos (~10 anos) e humanos (~70 anos) ao redor do mundo. Porém, existem inúmeros fatores que estão por trás desses valores médios de expectativa de vida, os quais englobam substanciais variações de uma região geográfica para outra e entre as subespécies/raças caninas. Agora, em um estudo publicado no periódico arXiv (1), pesquisadores identificaram componentes epigenéticos no DNA dos cães que melhor traduzem a longevidade entre as duas espécies, mas com base em uma fórmula um pouco mais complexa do que uma simples regra de três.

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   RELÓGIOS EPIGENÉTICOS

          Os mamíferos progridem através de estágios fisiológicos similares durante a vida, desde o desenvolvimento inicial até a puberdade, envelhecimento e morte. Porém, a extensão na qual essa fisiologia conservada reflete eventos moleculares conservados ainda não é muito clara. Entre esses aspectos a nível molecular, um destaque que marca o envelhecimento dos vertebrados (anfíbios, répteis, aves e mamíferos) é a remodelação do metiloma do DNA, ou seja, o padrão de modificações epigenéticas onde grupos metila (-CH3) estão presentes em alguns dinucleotídeos citosina-guanina (CpGs) mas ausentes em outros (2).

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(2) Leitura recomendada: Epigenética, Plasticidade Fenotípica e Evolução Biológica

          Por outro lado, mesmo entre os mamíferos, essas mudanças de metilação parecem depender de fatores como a longevidade máxima da espécie e de diferentes estruturas epigenéticas no DNA entre as espécies, especialmente considerando que muitas possuem nichos ecológicos drasticamente distintos, apesar da ancestralidade comum próxima. Esses fatores tornam difícil a tarefa de identificar características epigenéticas evolucionalmente conservadas entre diferentes espécies e que possam ser diretamente relacionadas.

          No entanto, cães domésticos (Cannis familiaris) fornecem uma oportunidade única para investigar essa questão. Os cães têm sido seletivamente cruzados por humanos modernos (Homo sapiens) visando ocupação e fenótipos estéticos, o que resultou em mais de 450 grupos cujos membros compartilham traços morfológicos e comportamentais. A maioria das raças caninas derivam de um pequeno - ou popular - número de linhagens ancestrais, levando a uma forte homogeneidade genética e fenotípica dentro das raças.

          E apesar de humanos e cães divergirem há muito tempo durante a evolução dos mamíferos, os cães compartilham quase todos os aspectos dos seus ambientes com os humanos. Isso incluiu, criticamente, níveis similares de observação no status de saúde e de intervenção nos cuidados de saúde. Enquanto a longevidade difere dramaticamente entre as raças, dentro de algumas delas como o Labrador retriever existem variações extensivas na longevidade, o que facilita a busca por fatores genéticos associados com qualquer traço complexo. Além disso, mesmo com as diferenças extensivas, todos os cães exibem uma trajetória fisiológica, patológica e de desenvolvimento similar, mas completam essa progressão vários anos mais cedo do que os humanos, geralmente em menos de 20 anos.

          Finalmente, relógios epigenéticos já foram demonstrados em cães, o que facilita ainda mais o estabelecimento de uma relação entre os padrões de mudanças epigenéticas associadas ao envelhecimento entre cães e humanos.

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   FÓRMULA MATEMÁTICA

          No novo estudo, realizado por cientistas Norte-Americanos, incluindo pesquisadores da Universidade da Califórnia e da Universidade de Pittsburgh, 104 cães, primariamente consistindo de Labradores retrievers e representando todo o espectro de longevidade dessa raça (0,1 a 16 anos), tiveram seus genomas sequenciados e suas amostras genéticas analisadas por um sistema chamado de Synteny Bisulfite Sequencing (SyBS).

          O SyBS permitiu realizar uma comparação evolucionária de alta qualidade dos metilomas caninos com o metiloma humano. Essa comparação metilômica revelou uma relação não-linear traduzindo anos caninos para anos humanos, alinhando eventos fisiológicos de maior importância entre as duas espécies, e as quais se mostraram extensíveis para outras espécies de mamíferos, como ratos. A trajetória das mudanças epigenéticas seguidas por uma espécie à medida que ela vai envelhecendo não se mostrou necessariamente a mesma seguida por outra - em particular, a remodelação metilônica dos cães ocorre muito rápido no início da vida comparado com os metilomas nos humanos -  mas a metilação se mostrou bastante similar em regiões genéticas com altas taxas de mutação. Especificamente, certos grupos de genes envolvidos no desenvolvimento mostraram-se similarmente metilados durante o envelhecimento em ambas as espécies.



           Nesse sentido, com base nas análises via SyBS e na taxa de metilação em regiões específicas do DNA, os pesquisadores conseguiram chegar em uma fórmula logarítmica que relaciona o relógio epigenético dos cães com o relógio epigenético dos humanos: 16 ln (idade do cão) + 31 [logaritmo natural da idade real do cão, multiplicado por 16 e adicionado 31 ao total]. Usando a fórmula, os estágios de vida entre humanos e cães mostraram se alinhar bem. Por exemplo, um filhote canino de 7 semanas de idade seria equivalente a um bebê humano de 9 meses de idade, ambos em uma fase onde os dentes estão começando a aparecer. A fórmula também alinha bem a expectativa de vida média de um Labrador retrievers (~12 anos) com a expectativa de vida média global dos humanos (~70 anos).


          Apesar da fórmula ser baseada em grande parte na análise genética de Labradores retrievers, ela provavelmente funciona bem para outras raças, já que estas apresentam desenvolvimentos similares ao longo da vida. E lembrando, claro, que humanos e cães respondem de formas distintas ao avanço da idade. Um ser humano maduro de 57 anos, apesar de espelhar um cão maduro de 5 anos de idade com base no relógio epigenético, não espelha necessariamente a saúde e a capacidade física de um cão com idade equivalente.


(1) Publicação do estudo: bioArxiv 

Referência adicional: Science Magazine