Hereditariedade: o fim da tirania dos genes. Por Gwendoline Dos Santos, Frédéric Lewino e Caroline Tourbe

Seleção e tradução de Francisco Tavares

Hereditariedade: o fim da tirania dos genes

Revolução em curso. O ADN está em vias de perder o seu trono na história da evolução humana e na das famílias…

 

Por Gwendoline Dos Santos, Frédéric Lewino e Caroline Tourbe

Publicado por  em 4 de Outubro de 2021 (Hérédité : la fin de la tyrannie des gènes, ver aqui)

 

A hereditariedade depende de genes ou do património cultural? O debate foi relançado. © TEK IMAGE/SCIENCE PHOTO LIBRARY / ABO / Science Photo Library via AFP

 

Qualquer bom fã de futebol dir-lhe-á que Federico Chiesa, um avançado eficicaz nascido do outro lado dos Alpes, foi uma das peças chave da equipa italiana vencedora do Campeonato da Europa no Verão passado. Não consegue ver quem ele é? Talvez conheça o seu pai: Enrico Chiesa, um jogador internacional igualmente temido na sua época. No campo de futebol, não é raro ver o filho depois do pai, mesmo a um nível muito elevado. Veja-se o último Euro: vimos Federico Chiesa, mas também o francês Marcus Thuram, descendente de Lilian, ou o guarda-redes dinamarquês Kasper Schmeichel, filho de Peter Schmeichel, um dos melhores guarda-redes do século XX e antigo campeão europeu… O suficiente para fazer bater mais depressa o coração de um adepto. E levantar a grande questão: o génio do futebol é transmitido através dos genes? Ou será que todos estes jovens prodígio beneficiaram de uma herança cultural? Talvez ambos.

Existem hoje muitos argumentos para apoiar a ideia de que a semelhança entre pais e filhos não se baseia apenas na transmissão de informação genética, mas envolve também toda uma série de processos variados, sofisticados e surpreendentes“, entusiasma-se Étienne Danchin, director de investigação do CNRS [Centro Nacional da Investigação Científica] no Laboratório de Evolução e Diversidade Biológica da Universidade Paul-Sabatier em Toulouse, e defensor de uma nova visão “inclusiva” da hereditariedade.

 

Mistérios em série

Para demonstrar a validade da sua visão inclusiva, Danchin poderia citar dezenas de observações que não podem ser justificadas apelando apenas à transmissão genética. Tomemos o caso de mulheres que estão subnutridas durante a gravidez. Porque é que têm maior probabilidade do que outras de dar à luz crianças que se tornarão obesas, mesmo que estas vigiem a sua dieta? Uma obesidade que eles, por sua vez, podem transmitir aos seus filhos. A genética clássica é incapaz de explicar esta hereditariedade. Porque é que a exposição a produtos químicos, a desreguladores endócrinos e o stress sentido por uma mãe grávida durante a gravidez favorece a diabetes ou a redução da fertilidade do seu filho? Deficiências que também podem ser encontradas em netos e mesmo em descendentes subsequentes. Também aqui, a transmissão de genes por si só não proporciona uma solução para este enigma. Ainda mais espantoso é o facto de um pai que bebeu ou fumou nos meses anteriores à concepção do seu filho poder ser igualmente prejudicial. Finalmente, existe o mistério daqueles gémeos que, embora partilhando exactamente o mesmo genoma, desenvolvem doenças distintas. Será que isto não é tão estranho?

Para Danchin, tal como para cada vez mais dos seus colegas – e isto é uma verdadeira revolução no mundo científico – a hereditariedade já não pode ser estudada apenas com base na genética. Embora muitas características, tais como olhos azuis ou cabelos loiros, sejam transmitidas de acordo com as leis da genética, existem muitas excepções que demonstram a existência de outros mecanismos hereditários. Assim, os genes estão equipados com interruptores químicos para os “ligar” ou “desligar” de acordo com um padrão pré-estabelecido, mas também, por vezes, sob a influência de factores de stress externos (medo, poluição, mudança de dieta, etc.). Fala-se então de alterações epigenéticas ou mutações. Surpreendentemente, ao contrário do que se pensava anteriormente, estas podiam ser transmitidas às crianças como uma mutação genética. E finalmente, existe hereditariedade cultural, à qual os geneticistas de topo atribuem uma maior influência no ser humano do que os genes.

 

Hereditariedade inclusiva

Genética, epigenética e cultura… Muitos biólogos ainda estão relutantes em juntar estas três formas de hereditariedade sob um único chapéu, o da hereditariedade inclusiva. Étienne Danchin, o decifrador de códigos, abordou este assunto em 2014, durante uma grande conferência na Alemanha sobre genética humana, em Essen: “Alguns participantes ficaram chocados com o meu discurso. Um deles explicou-me: “A tua apresentação é como ir ao Vaticano e subir ao altar na Missa da Páscoa e dizer: ‘Não ouças o papa, ele está a dizer disparates! E é verdade que eu digo que o ‘deus do gene’ não é um deus único“, admite o investigador. Os seus colegas científicos não estavam preparados para o ouvir. Apesar deste cepticismo dominante, Danchin, que este ano publicou um livro explosivo, L’hérédité comme on l’on ne l’a jamais racontée*, recebeu o apoio de colegas ilustres, tais como Lluis Quintana-Murci**, professor de genética no Collège de France e no Institut Pasteur: “A teoria inclusiva da evolução, defendida por Étienne Danchin e outros, não só me parece relevante como me parece óbvia. Não é apenas a genética que governa e dita o que somos ou a nossa relação com as doenças”.

Tentámos mostrar que a maioria das doenças eram baseadas em variações genéticas, mas esta hipótese revelou-se falsa“, reconhece Jörg Tost, director do Laboratório de Epigenética e Ambiente (LEE) da Comissão Francesa de Energia Atómica e Energias Alternativas (CEA). “Vinte anos de investigação genética revelaram principalmente uma “heritabilidade em falta” de 20 a 30%, um pouco como a massa em falta no universo”.

Como resultado, os investigadores redobraram os seus esforços para mergulhar nesta grande caixa negra, a fim de compreender como as doenças e traços característicos podem ser transmitidos de pais para filhos sem passar pelo código genético. “Gregor Mendel definiu os grandes caminhos da genética no século XIX, mas estamos a descobrir que as coisas são mais complexas. O nosso trabalho é encontrar as novas bifurcações na estrada que marcam todas estas grandes vias de hereditariedade“, maravilha-se Isabelle Mansuy, professora de neuroepigenética na Faculdade de Medicina da Universidade de Zurique.

 

A pista da epigenética

Um destes novos caminhos é a epigenética. Durante muito tempo, pensava-se que este processo biológico, que pode controlar a expressão genética, estava reservado à diferenciação celular. Alguma vez se perguntou porque é que uma célula hepática e uma célula nervosa são tão diferentes quando têm o mesmo capital genético? E porque é que o mesmo se aplica aos duzentos tipos de células do corpo humano? A resposta é simples: cada tipo de célula tem um programa epigenético diferente, que activa ou silencia certos genes. “Este mecanismo explica porque é que pedaços de osso não crescem no seu cérebro“, ri-se Étienne Danchin.

O poder da epigenética vai muito além disto, e a primeira pessoa a dar o pontapé de saída em 2005 foi o biólogo Michael Skinner da Universidade do Estado de Washington. As suas experiências em ratos mostram que um indivíduo exposto in utero a certos poluentes – tais como produtos químicos agrícolas – produz descendentes masculinos ao longo de cinco gerações, a maioria dos quais sofre de doenças e problemas de fertilidade. Um só antepassado exposto e toda a linha sofre. E tudo isto sem uma única mutação na sequência de ADN dos roedores. A conclusão foi que os agentes químicos, agrícolas ou outros eram capazes de activar os interruptores epigenéticos que controlavam os genes e que as alterações induzidas eram transmitidas de uma geração para a seguinte, através dos espermatozóides. Espantoso! Iconoclástico!

Prof Isabelle Mansuy do Laboratório de Neuroepigenética da Universidade de Zurique/ETHZ Irchel CampusBrain Research Institute herédité © Luca Zanetti/LAIF-REA / LAIF-REA / Luca Zanetti/LAIF-REA POUR ” LE POINT”

 

O que é válido para os ratos sê-lo-á para os humanos? Os cientistas pensam que têm confirmação nos arquivos dos Países Baixos. Durante o terrível Inverno de 1944-1945, todo o oeste do país, que foi bloqueado pela Alemanha nazi, foi reduzido à fome. Os registos médicos mostram que as mães tinham uma média de 500 calorias por dia. No entanto, um estudo inicial no final dos anos 90 mostrou que as suas filhas tinham uma taxa de obesidade mais elevada do que a média nacional. Além disso, estas raparigas, por sua vez, dão à luz bebés mais pequenos do que a média. Como é que isto pode ser explicado? Em 2008, investigadores americanos e holandeses descobriram que as idosas que tinham sido expostas a esta dieta forçada tinham marcadores epigenéticos que alteravam a expressão do gene associado ao factor de crescimento, IGF-2 (factor de crescimento semelhante à insulina 2). O que é ainda mais fascinante é que esta “epimutação” dura três gerações. “No caso do “grupo da fome” na Holanda, é provável que a má nutrição das mães tenha modificado persistentemente a actividade do genoma e a expressão de certos genes nos seus fetos e que algumas destas modificações tenham sido transmitidas à geração seguinte“, explica Isabelle Mansuy.

 

“Ainda não está suficientemente comprovado cientificamente”

Embora numerosos outros estudos, nomeadamente na Suécia, pareçam confirmar esta transmissão epigenética dos traços adquiridos, alguns na comunidade científica permanecem cépticos. Jörg Tost é um deles: “Há muita propaganda e excitação sobre o papel da epigenética na transmissão de vários traços de geração em geração. No que diz respeito aos estudos humanos, que se baseiam na epidemiologia, isto ainda não foi suficientemente demonstrado cientificamente”. A investigadora Isabelle Mansuy pagou o preço por este cepticismo. Ela teve de esperar cinco anos até que uma revista científica concordasse finalmente em publicar a sua primeira experiência sobre a transmissão epigenética de um traumatismo num modelo animal. “Isso foi em 2010 e desde então os nossos resultados foram citados mais de mil vezes em publicações de outras equipas. O nosso artigo tornou-se um dos principais artigos neste domínio“, confessa ela, meio aborrecida e meio divertida. O seu estudo, publicado em Psiquiatria Biológica, é ao mesmo tempo simples na sua concepção e brilhante nas suas conclusões. Durante os seus primeiros quinze dias de vida, os ratos machos são repetidamente e de forma imprevisível separados das suas mães. À medida que crescem, desenvolvem problemas comportamentais semelhantes aos da depressão – problemas de memória, esquiva social, apatia – mas também, por vezes, uma tendência para assumir riscos imprudentes. Ao observar os machos das duas gerações destes ratos traumatizados, a equipa descobriu que estes exibiam as mesmas atitudes. Os biólogos suíços identificaram então a presença de pequenos filamentos de ARN em quantidades anormais nos seus cérebros e no seus espermatozóides.

Isabelle Mansuy levou a experiência um passo mais longe em 2014. Para provar a ligação causal entre o excesso de microRNAs e estas perturbações, extraiu-os dos espermatozóides de ratos traumatizados e injectou-os em embriões de fêmeas e machos “sem problemas”. Os resultados são claros: sem nunca terem sofrido traumatismos, os ratos que nascem desenvolvem perturbações de comportamento! E passam-nas aos seus filhos e netos. Isto não significa que as fêmeas não sejam afectadas, mas o fenómeno é mais fácil de provar no laboratório sobre os gâmetas masculinos.

 

Herança do medo por parte do pai

No mesmo ano, Brian Dias, da Universidade Emory em Atlanta, apoiou os resultados de Isabelle Mansuy demonstrando hereditariedade sustentada por microRNAs em experiências sobre o medo. Ele condicionou os ratos masculinos a temerem a percepção de um odor associando-o a um choque eléctrico. Não só todos os descendentes desenvolveram um medo de pânico quando expostos ao mesmo cheiro, mas, mais uma vez, a injecção de microRNAs em embriões de uma família não afectada causou os mesmos efeitos. A herança do medo é confirmada, e diz-se que é transmitida através dos pais. “Durante milhares de anos, as mães têm sido as principais receptoras de culpa pela saúde futura dos seus filhos. Se uma criança tem um problema de saúde, são elas os culpados. É dada pouca atenção às consequências do estilo de vida do pai sobre a saúde futura da criança. No entanto, a bagagem herdada do pai, através do esperma envolvido na fertilização, é muito mais importante do que pensamos intuitivamente”, confirma Rachel Lévy, chefe do departamento de biologia reprodutiva do Cecos no Hospital Tenon (AP-HP). Uma pequena revolução.

 

“O novo conceito é que a hereditariedade (…) é em parte jogada mesmo antes da concepção”.

Rachel Lévy

 

E, cereja no bolo, ao contrário do código de ADN mais ou menos gravado em pedra, as epimutações são rapidamente reversíveis. Podem desaparecer tal como apareceram sob a influência do ambiente. Isabelle Mansuy demonstrou-o colocando os ratos que tinha traumatizado na presença da mãe e numa gaiola com jogos e esconderijos à sua disposição. Os sinais de depressão ou de comportamento limítrofe desapareceram. Para eles e para os seus descendentes. Os vestígios epigenéticos induzidos pelo abandono inicial parecem ter sido apagados. “Estamos a tentar descobrir se, da mesma forma, os sinais epigenéticos deixados por maus-tratos na criança poderiam ser recuperados“, observa Isabelle Mansuy.

Rachel Levy, Chefe do Departamento de Biologia Reprodutiva do CECOS no Hospital Tenon (AP-HP). SOPHIE PALMIER/REA / SOPHIE PALMIER/REA POUR “LE POINT

 

Se esta mesma reversibilidade existe nos seres humanos, podemos imaginar “limpar” o nosso epigenoma e evitar passar os nossos fardos? Isto é o que Rachel Lévy sugere. “O novo conceito é que a hereditariedade – o que vamos transmitir aos nossos futuros filhos – incorpora o estilo de vida de ambos os futuros pais, e é jogado em parte mesmo antes da concepção“, diz ela.

Durante as suas consultas com casais inférteis no Hospital Tenon, recomenda que as futuras mães, tal como os futuros pais, adoptem a dieta mais saudável e equilibrada possível e proíbam o tabaco e o álcool durante pelo menos três meses antes de terem filhos. “Embora seja agora geralmente aceite que beber bebidas alcoólicas durante a gravidez é perigoso para o desenvolvimento do feto, a maioria dos futuros pais desconhece que este é também o caso mesmo antes da concepção. Isto pode, por exemplo, contribuir para o desenvolvimento de defeitos cardíacos congénitos em crianças futuras. E estou a falar do consumo da futura mãe, bem como do futuro pai.” 

Como pode ver, as modificações epigenéticas induzidas pelo que fazemos e pelo que nos rodeia podem causar uma desordem ou melhorar uma condição. Se a evolução seleccionou este mecanismo de regulação genética, é porque ele é útil. De facto, a epigenética permite ao organismo reagir rapidamente às mudanças ambientais, algo que o genoma é incapaz de fazer. “Estamos a lidar com diferentes sistemas, cada um operando em diferentes escalas de tempo. Não só são todos complementares, como também falam uns com os outros e influenciam-se mutuamente“, exclama Étienne Danchin. O que o investigador quer dizer com isto é que uma epimutação pode levar a uma mutação ao longo do tempo. Uma espécie de impulso turbo para evitar que a mutação tome conta de centenas de gerações. “Temos visto que a presença de marcadores epigenéticos, ao desestabilizar o ADN, produz mutações, o que leva ao aparecimento de novas variantes, algumas das quais podem revelar-se favoráveis“, diz o investigador francês. Os cientistas estão ainda muito longe de terem levantado completamente o véu sobre a hereditariedade genética e epigenética.

Étienne Danchin, Director de Investigação Emérito do CNRS no Laboratório de Evolução e Diversidade Biológica (UMR-5174) na Universidade Paul-Sabatier em Toulouse. Especialista na evolução do comportamento e da hereditariedade não genética. Lydie LECARPENTIER/REA / Lydie LECARPENTIER/REA PARA “LE POINT

 

A cultura genética

Mas o actor principal na hereditariedade que não pode ser subestimado é a cultura. No homem, a língua, a escrita, a medicina, a educação, a religião e também a tecnologia estão agora a impor-se à selecção natural. Com duas vantagens incomensuráveis. Em primeiro lugar, a velocidade com que aparecem. A invenção de um novo instrumento ou a descoberta de um novo conhecimento ocorre mais rapidamente do que qualquer nova função biológica. Em segundo lugar, a transmissão de novidade cultural não ocorre apenas entre parentes, mas também entre indivíduos não relacionados. Invenções úteis, progresso médico e todas as inovações culturais espalhadas à velocidade da luz, exercendo uma grande pressão selectiva.

Exemplos? O exemplo mais marcante é o dos primeiros criadores de gado que de repente começaram a digerir leite quando adultos. Quando as pessoas no Próximo Oriente desenvolveram o seu gado há dez mil anos, o leite de vaca, cabra e ovelha fluía livremente. O problema é que à medida que crescem, as crianças perdem a capacidade de digerir a lactose, como a evolução pretendia, de modo que, assim que são capazes de digerir alimentos comuns, entregam o peito da sua mãe aos seus irmãos mais novos. Mas as cartas foram reordenadas com o aparecimento do leite animal. Assim, a evolução apressou-se a agarrar-se a uma mutação que permite que a digestão do leite continue em adultos.

Esta vantagem deu ao primeiro adulto a transportar a mutação e aos descendentes a quem ela foi passada uma vantagem dietética distinta. O gene espalhou-se, e muitas das populações humanas de hoje digerem o leite sem muita dificuldade.

O controlo da cultura sobre o genoma encontra-se em todas as áreas. A invenção do fogo e a pedra esculpida remodelaram completamente o homem, alterando as condições de vida e de nutrição. Graças ao progresso da medicina, centenas de milhões de seres humanos conseguiram sobreviver o tempo suficiente para transmitir material genético que, de outra forma, teria desaparecido. E o que podemos dizer sobre a ascensão meteórica da Internet, uma ferramenta que intervém em todas as áreas da cultura? Só a existência de sites de encontros levou a milhões de uniões, resultando numa mistura genética sem precedentes.

 

“A influência da cultura na evolução humana não fará mais do que aumentar”

A longo prazo, a influência da cultura na evolução humana só aumentará, até que os genes se desvaneçam, servindo apenas de enquadramento para a informação biológica, agora controlada pela cultura“, observam os dois autores de um estudo que peneiraram de centenas de trabalhos científicos (PNAS, Junho 2021). Kevin Laland, professor de biologia evolutiva e comportamental na Universidade de St Andrews, dá um passo ainda mais em frente: “Os humanos são criaturas da sua própria criação“.

Para as criaturas que somos, esta nova visão inclusiva da hereditariedade não põe em causa o funcionamento geral da evolução. A teoria darwiniana (que explica os princípios fundamentais da descendência e da selecção natural) ainda está viva e bem viva. Torna-se a base de um mecanismo maior, mais flexível e mais complexo. Uma maquinaria de precisão capaz de manter a estabilidade das espécies a longo prazo, mas também de reagir muito rapidamente ao seu ambiente. O aumento do conhecimento sobre os papéis desempenhados pela genética, epigenética e cultura na hereditariedade abre o caminho para uma nova medicina.

 


* L’hérédité comme on ne vous l’a jamais racontée, par Étienne Danchin, éd. Humensciences, 240 pages, 21 euros, mai 2021.

** Le peuple des humains. Sur les traces génétiques des migrations, métissages et adaptations, par Lluis Quintana-Murci, éd. Odile Jacob, 336 pages, 23,90 euros, à paraître le 6 octobre 2021.

 


Os autores

 Gwendoline Dos Santos, jornalista francesa no Le Point, co-autora de “C’est arrivé aujourd’hui, l’histoire au jour le jour en 365 chroniques”.

 Frédéric Lewino, repórter no Le Point desde 1974. Especialista em questões de ambiente e científicas. Publicações: C’est arrivé aujourd’hui: L’histoire au jour le jour en 365 chroniques avec Gwendoline Dos Santos, Éditions de l’Opportun (2013); Tuez-vous les uns les autres : La vie et la mort chez nos amies les bêtes, Grasset (2007); Passions animales : Les mille folies amoureuses de nos amies les bêtes, Grasset (2006); Paris à livre ouvert : Le Guide des lecteurs, des livres et des auteurs avec Lamia Oualalou, Autrement (2003); Les rives de l’étang de Berre, Actes Sud (2001); Paris pas cher, M.A. Éditions (1980).

 Caroline Tourbe, jornalista francesa de saúde e ciência em Le Point e colunista em La Terre au carre/France Inter. Anteriormente esteve em Science et Vie e em France Culture. Auditora pelo Institut des Hautes Études pour la Science et la Technologie.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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