Corrigindo deturpações populares da ciência
Até recentemente, pensava-se que as influências dos genes eram estabelecidas, e os efeitos das experiências e ambientes das crianças na arquitetura do cérebro e nos resultados de saúde física e mental a longo prazo permaneciam um mistério. Essa falta de compreensão levou a várias conclusões enganosas sobre o grau em que fatores e experiências ambientais negativas e positivas podem afetar o desenvolvimento do feto e da criança pequena. Os seguintes equívocos são particularmente importantes para serem corrigidos.
- Ao contrário da crença popular, os genes herdados dos pais não determinam o desenvolvimento futuro de uma criança.
Variações nas sequências de DNA entre indivíduos certamente influenciam a forma como os genes são expressos e como as proteínas codificadas por esses genes funcionarão. Mas isso é apenas parte da história – o ambiente em que alguém se desenvolve , antes e logo após o nascimento, proporciona experiências poderosas que modificam quimicamente certos genes que, por sua vez, definem o quanto e quando são expressos. Assim, embora os factores genéticos exerçam influências potentes, os factores ambientais têm a capacidade de alterar os genes que foram herdados. - Embora frequentemente mal compreendidas, as experiências fetais e na primeira infância adversas podem – e levam – a alterações físicas e químicas no cérebro que podem durar a vida toda.
Experiências prejudiciais , como a desnutrição, a exposição a toxinas químicas ou drogas e o stress tóxico antes do nascimento ou na primeira infância, não são “esquecidas”, mas são incorporadas na arquitectura do cérebro em desenvolvimento através do epigenoma. As “memórias biológicas” associadas a estas alterações epigenéticas podem afectar múltiplos sistemas orgânicos e aumentar o risco não só de maus resultados de saúde física e mental , mas também de deficiências na capacidade de aprendizagem e no comportamento futuros. - Apesar de algumas afirmações de marketing em contrário, a capacidade dos chamados programas de enriquecimento para melhorar o desenvolvimento cerebral saudável não é conhecida.
Embora os pais e os decisores políticos possam esperar que a reprodução de gravações de Mozart aos recém-nascidos produza alterações epigenéticas que melhorem o desenvolvimento cognitivo, não há absolutamente nenhuma evidência científica de que tal exposição moldará o epigenoma ou melhorará a função cerebral. O que a pesquisa mostrou é que modificações epigenéticas específicas ocorrem nas células cerebrais à medida que habilidades cognitivas como aprendizado e memória se desenvolvem, e que a ativação repetida de circuitos cerebrais dedicados ao aprendizado e à memória por meio da interação com o ambiente, como o “servir e retornar” recíproco”A interação com adultos facilita essas modificações epigenéticas positivas. Sabemos também que uma boa nutrição materna e fetal , combinada com um apoio socioemocional positivo às crianças através dos seus ambientes familiares e comunitários, reduzirá a probabilidade de modificações epigenéticas negativas que aumentam o risco de futuras deficiências de saúde física e mental.
O epigenoma pode ser afectado por experiências positivas, tais como relações de apoio e oportunidades de aprendizagem, ou influências negativas, tais como toxinas ambientais ou circunstâncias de vida stressantes, que deixam uma “assinatura” epigenética única nos genes. Estas assinaturas podem ser temporárias ou permanentes e ambos os tipos afetam a facilidade com que os genes são ativados ou desativados. Pesquisas recentes demonstram que pode haver maneiras de reverter certas mudanças negativas e restaurar o funcionamento saudável, mas isso exige muito mais esforço, pode não ser bem-sucedido na alteração de todos os aspectos das assinaturas e é caro. Assim, a melhor estratégia é apoiar relações responsivas e reduzir o stress para construir cérebros fortes desde o início, ajudando as crianças a crescerem e tornarem-se membros saudáveis e produtivos da sociedade.

Seus genes desempenham um papel importante na sua saúde, mas também o fazem seus comportamentos e ambiente, como o que você come e quão ativo você é fisicamente. Epigenética é o estudo de como seus comportamentos e ambiente podem causar mudanças que afetam a forma como seus genes funcionam. Ao contrário das alterações genéticas, as alterações epigenéticas são reversíveis e não alteram a sua sequência de ADN, mas podem alterar a forma como o seu corpo lê uma sequência de ADN.
A expressão genética refere-se à frequência ou quando as proteínas são criadas a partir das instruções contidas em seus genes. Embora as alterações genéticas possam alterar a proteína que é produzida, as alterações epigenéticas afetam a expressão genética para “ligar” e “desligar” os genes. Uma vez que o seu ambiente e comportamentos, como dieta e exercício, podem resultar em mudanças epigenéticas, é fácil ver a ligação entre os seus genes e os seus comportamentos e ambiente.
Como funciona a epigenética?
A epigenética explica como as primeiras experiências podem ter impactos ao longo da vida.
Os genes que as crianças herdam dos pais biológicos fornecem informações que orientam o seu desenvolvimento. Por exemplo, quão altos eles poderiam eventualmente se tornar ou o tipo de temperamento que poderiam ter.
Quando as experiências durante o desenvolvimento reorganizam as marcas epigenéticas que governam a expressão genética, podem mudar se e como os genes libertam a informação que transportam.
Assim, o epigenoma pode ser afectado por experiências positivas, tais como relações de apoio e oportunidades de aprendizagem, ou influências negativas, tais como toxinas ambientais ou
circunstâncias de vida stressantes, que deixam uma “assinatura” epigenética única nos genes. Estas assinaturas podem ser temporárias ou permanentes e ambos os tipos afetam a facilidade com que os genes são ativados ou desativados. Pesquisas recentes demonstram que pode haver maneiras de reverter certas mudanças negativas e restaurar o funcionamento saudável. Mas a melhor estratégia é apoiar relacionamentos responsivos e reduzir o estresse para construir cérebros fortes desde o início.
Os cérebros jovens são particularmente sensíveis às mudanças epigenéticas.
As experiências muito precoces na vida, quando o cérebro se desenvolve mais rapidamente, causam adaptações epigenéticas que influenciam se, quando e como os genes libertam as suas instruções para a construção de futuras capacidades de saúde, competências e resiliência. É por isso que é crucial proporcionar experiências de apoio e carinho às crianças nos primeiros anos.
Serviços como cuidados de saúde de alta qualidade para todas as mulheres grávidas, bebés e crianças pequenas, bem como apoio aos novos pais e cuidadores podem — literalmente — afectar a química em torno dos genes das crianças. Relacionamentos de apoio e experiências ricas de aprendizagem geram assinaturas epigenéticas positivas que ativam o potencial genético.
As mudanças epigenéticas afetam a expressão genética de diferentes maneiras. Os tipos de alterações epigenéticas incluem:
Metilação do DNA
A metilação do DNA funciona adicionando um grupo químico ao DNA. Normalmente, esse grupo é adicionado a locais específicos do DNA, onde bloqueia as proteínas que se ligam ao DNA para “ler” o gene. Este grupo químico pode ser removido através de um processo chamado desmetilação. Normalmente, a metilação “desliga” os genes e a desmetilação “liga” os genes.
Modificação de histonas
O DNA envolve proteínas chamadas histonas. Quando as histonas estão compactadas, as proteínas que “lêem” o gene não conseguem acessar o DNA tão facilmente, então o gene é “desligado”. Quando as histonas estão fracamente compactadas, mais DNA é exposto ou não enrolado em torno de uma histona e pode ser acessado por proteínas que “lêem” o gene, de modo que o gene é “ligado”. Grupos químicos podem ser adicionados ou removidos das histonas para torná-las mais compactas ou menos compactadas, “desligando” ou “ligando” os genes.
RNA não codificante
Seu DNA é usado como instruções para produzir RNA codificante e não codificante. O RNA codificador é usado para produzir proteínas. O RNA não codificante ajuda a controlar a expressão gênica ligando-se ao RNA codificador, junto com certas proteínas, para quebrar o RNA codificador de modo que ele não possa ser usado para produzir proteínas. O RNA não codificante também pode recrutar proteínas para modificar histonas para “ligar” ou “desligar” genes.
Como sua epigenética pode mudar?
Sua epigenética muda à medida que você envelhece, tanto como parte do desenvolvimento normal e do envelhecimento quanto em resposta aos seus comportamentos e ambiente.
- Epigenética e Desenvolvimento
As mudanças epigenéticas começam antes de você nascer. Todas as suas células têm os mesmos genes, mas parecem e agem de maneira diferente. À medida que você cresce e se desenvolve, a epigenética ajuda a determinar qual função uma célula terá, por exemplo, se ela se tornará uma célula cardíaca, uma célula nervosa ou uma célula da pele.
Suas células musculares e nervosas têm o mesmo DNA, mas funcionam de maneira diferente. Uma célula nervosa transporta informações para outras células do seu corpo. Uma célula muscular possui uma estrutura que auxilia na capacidade de movimento do corpo. A epigenética permite que a célula muscular “ligue” genes para produzir proteínas importantes para o seu trabalho e “desligue” genes importantes para o trabalho das células nervosas.
- Epigenética e Idade
Sua epigenética muda ao longo de sua vida. Sua epigenética no nascimento não é a mesma que sua epigenética durante a infância ou a idade adulta.
A metilação do DNA em milhões de locais foi medida em um recém-nascido, com 26 e 103 anos. O nível de metilação do DNA diminui com a idade. Um recém-nascido teve a maior metilação do DNA, o de 103 anos teve a menor metilação do DNA e o de 26 anos teve um nível de metilação do DNA entre o recém-nascido e o de 103 anos (1 ) .
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- Epigenética e reversibilidade
Nem todas as alterações epigenéticas são permanentes. Algumas mudanças epigenéticas podem ser adicionadas ou removidas em resposta a mudanças no comportamento ou no ambiente.
- Epigenética e reversibilidade
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EXEMPLO: FUMANTES X NÃO FUMANTES X EX-FUMANTES
Fumar pode resultar em alterações epigenéticas. Por exemplo, em certas partes do gene AHRR , os fumadores tendem a ter menos metilação do ADN do que os não fumadores. A diferença é maior para fumantes inveterados e fumantes de longa data. Depois de parar de fumar, ex-fumantes podem começar a aumentar a metilação do DNA neste gene. Eventualmente, podem atingir níveis semelhantes aos dos não fumantes. Em alguns casos, isso pode acontecer em menos de um ano, mas o período depende de quanto tempo e quanto alguém fumou antes de parar ( 2 ).
Epigenética e Saúde
As mudanças epigenéticas podem afetar sua saúde de diferentes maneiras:
- InfecçõesOs germes podem alterar a epigenética e enfraquecer o sistema imunológico. Isso ajuda o germe a sobreviver.
EXEMPLO: MYCOBACTERIUM TUBERCULOSE
Mycobacterium tuberculosis causa tuberculose. As infecções por esses germes podem causar alterações nas histonas em algumas de suas células imunológicas que resultam no “desligamento” do gene IL-12B . Desligar o gene IL-12B enfraquece o sistema imunológico e melhora a sobrevivência do Mycobacterium tuberculosis ( 3 ).
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- CâncerCertas mutações aumentam a probabilidade de você desenvolver câncer. Da mesma forma, algumas alterações epigenéticas aumentam o risco de câncer. Por exemplo, ter uma mutação no gene BRCA1 que o impede de funcionar corretamente aumenta a probabilidade de você ter câncer de mama e outros tipos de câncer. Da mesma forma, o aumento da metilação do DNA que resulta na diminuição da expressão do gene BRCA1 aumenta o risco de câncer de mama e outros tipos de câncer ( 4).Embora as células cancerosas tenham aumentado a metilação do DNA em certos genes, os níveis gerais de metilação do DNA são mais baixos nas células cancerosas em comparação com as células normais. Diferentes tipos de câncer semelhantes podem ter diferentes padrões de metilação do DNA. A epigenética pode ser usada para ajudar a determinar que tipo de câncer uma pessoa tem ou pode ajudar a encontrar cânceres difíceis de detectar mais cedo. A epigenética por si só não pode diagnosticar o cancro, e os cancros precisariam de ser confirmados com mais testes de rastreio.
Os cânceres colorretais apresentam metilação anormal em regiões do DNA próximas a certos genes, o que afeta a expressão desses genes. Alguns testes comerciais de triagem de câncer colorretal usam amostras de fezes para procurar níveis anormais de metilação do DNA em uma ou mais dessas regiões do DNA. É importante saber que se o resultado do teste for positivo ou anormal, é necessário um teste de colonoscopia para completar o processo de triagem ( 5 ).
- Nutrição durante a gravidez
O ambiente e o comportamento de uma mulher grávida durante a gravidez, como se ela ingere alimentos saudáveis, podem alterar a epigenética do bebê. Algumas dessas mudanças podem permanecer por décadas e aumentar a probabilidade de a criança contrair certas doenças.
As pessoas cujas mães estavam grávidas deles durante a fome tinham maior probabilidade de desenvolver certas doenças, como doenças cardíacas, esquizofrenia e diabetes tipo 2 ( 6 ). Cerca de 60 anos após a fome, os pesquisadores analisaram os níveis de metilação em pessoas cujas mães estavam grávidas deles durante a fome. Estas pessoas aumentaram a metilação em alguns genes e diminuíram a metilação em outros genes, em comparação com os seus irmãos que não foram expostos à fome antes do nascimento ( 7 ) ( 8 ) ( 9 ). Estas diferenças na metilação podem ajudar a explicar porque é que estas pessoas tinham uma probabilidade aumentada de contrair certas doenças mais tarde na vida ( 6 )( 9 )( 10 )( 11).
- Learn.Genetics: Centro de Aprendizagem de Ciências Genéticas da Universidade de Utah
fornece uma explicação detalhada e um tutorial interativo sobre epigenética
- Instituto Nacional de Pesquisa Genômica Humana: Ficha Informativa sobre Epigenômica
fornece respostas a perguntas sobre o epigenoma
- Instituto Nacional de Ciências da Saúde Ambiental: Epigenética
fornece informações sobre epigenética, pesquisa epigenética e um vídeo sobre epigenética
- Heyn H, Li N, Ferreira H, et al., Metilomas de DNA distintos de recém-nascidos e centenários. Proc Natl Acad Sci EUA 2012; 109:10522-7
- McCartney D, Stevenson A, Hillary R, et al., Assinaturas epigenéticas de começar e parar de fumar. EBioMedicina 2018; 37:214-220
- Chandran A, Antony C, Jose L, et al., Infecção por Mycobacterium Tuberculosis Induz Supressão Medicada com HDAC1 da Expressão do Gene IL-12B em Macrófagos. Front Cell Infect Microbiol 2015; 5:90.
- Tang Q, Cheng J, Cao X, et al., Metilação do DNA baseada no sangue como biomarcador para câncer de mama: uma revisão sistemática. Clin Epigenética 2016; 8: 115.
- Chan SCH, Liang JQ. Avanços nos testes para rastreamento e diagnóstico do câncer colorretal. Especialista Rev Mol Diag 2022; 22: 449-460.
- Roseboom T., Evidências epidemiológicas para as origens do desenvolvimento da saúde e da doença: efeitos da desnutrição pré-natal em humanos. J Endocrinol 2019. 242:T135-T144
- Heijmans B, Tobi E, Stein A, et al., Diferenças epigenéticas persistentes associadas à exposição pré-natal à fome em humanos. Proc Natl Acad Sci EUA 2008; 105: 17046-17049.
- Tobi E, Lumey L, Talens R, et al., Diferenças de metilação do DNA após exposição à fome pré-natal são comuns e específicas do momento e do sexo. Hum Mol Genet 2009; 18:4046-53.
- Tobi E, Slieker R, Luijk R, et al., Metilação do DNA como mediador da associação entre adversidade pré-natal e fatores de risco para doenças metabólicas na idade adulta. Ciência Adv 2018; 4: eao4364.
- Dayeh T, Tuomi T, Almgren P, et al., A metilação do DNA de loci dentro de ABCG1 e PHOSPHO1 no DNA do sangue está associada ao risco futuro de diabetes tipo 2. Epigenética 2016; 7: 482-8.
- Pidsley R, Dempster E, Troakes C, et al., A variação epigenética e genética na região de controle de impressão IGF2/H19 em 11p15.5 está associada ao peso do cerebelo. Epigenética 2012; 7:155-163.
O que é epigenética?
Epigenética é o estudo de como as células controlam a atividade genética sem alterar a sequência do DNA. “Epi-” significa igual ou superior em grego, e “epigenética” descreve fatores além do código genético. Mudanças epigenéticas são modificações no DNA que regulam se os genes estão ligados ou desligados. Essas modificações estão ligadas ao DNA e não alteram a sequência dos blocos de construção do DNA. Dentro do conjunto completo de DNA de uma célula (genoma), todas as modificações que regulam a atividade (expressão) dos genes são conhecidas como epigenoma.
Como as alterações epigenéticas ajudam a determinar se os genes estão ligados ou desligados, elas influenciam a produção de proteínas nas células. Esta regulação ajuda a garantir que cada célula produza apenas as proteínas necessárias ao seu funcionamento. Por exemplo, as proteínas que promovem o crescimento ósseo não são produzidas nas células musculares. Os padrões de modificação epigenética variam entre os indivíduos, em diferentes tecidos de um indivíduo e até mesmo em diferentes células de um tecido. As influências ambientais, como a dieta de uma pessoa e a exposição a poluentes, podem impactar o epigenoma. As modificações epigenéticas podem ser mantidas de célula para célula à medida que as células se dividem e, em alguns casos, podem ser herdadas através das gerações.
Um tipo comum de modificação epigenética é chamada metilação do DNA. A metilação do DNA envolve a ligação de pequenos grupos químicos chamados grupos metil (cada um consistindo de um átomo de carbono e três átomos de hidrogênio) aos blocos de construção do DNA. Quando grupos metil estão presentes em um gene, esse gene é desligado ou silenciado e nenhuma proteína é produzida a partir desse gene.
Outra mudança epigenética comum é a modificação de histonas. As histonas são proteínas estruturais do núcleo celular. O DNA envolve as histonas, dando forma aos cromossomos. As histonas podem ser modificadas pela adição ou remoção de grupos químicos, como grupos metil ou grupos acetil (cada um consistindo de dois átomos de carbono, três de hidrogênio e um de oxigênio). Os grupos químicos influenciam o quão firmemente o DNA está enrolado em torno das histonas, o que afeta se um gene pode ser ativado ou desativado.
Erros no processo epigenético, como modificação do gene errado ou falha na adição de um grupo químico a um gene ou histona específico, podem levar à atividade ou inatividade genética anormal. A atividade genética alterada, incluindo a causada por erros epigenéticos, é uma causa comum de doenças genéticas. Descobriu-se que condições como câncer, distúrbios metabólicos e distúrbios degenerativos estão relacionadas a erros epigenéticos.
Os cientistas continuam a explorar a relação entre o genoma e os compostos químicos que o modificam. Em particular, eles estão estudando os efeitos que as modificações e erros epigenéticos têm na função genética, na produção de proteínas e na saúde humana.
Hormônio do estresse causa mudanças epigenéticas
Fonte: https://www.nih.gov/news-events/nih-research-matters/stress-hormone-causes-epigenetic-changes

Os pesquisadores descobriram que a exposição crônica a um hormônio do estresse causa modificações no DNA do cérebro dos ratos, provocando mudanças na expressão genética. A nova descoberta fornece pistas sobre como o estresse crônico pode afetar o comportamento humano.
Durante situações estressantes, produzimos hormônios esteróides chamados glicocorticóides, que afetam muitos sistemas do corpo. Esses efeitos são mediados pelo eixo hipotálamo-hipófise-adrenal (HPA), uma rede que envolve o hipotálamo e a glândula pituitária no cérebro e as glândulas suprarrenais próximas aos rins.
Estudos anteriores descobriram que os glicocorticóides alteram a expressão genética no cérebro. Um grupo liderado pelos Drs. James B. Potash e Gary S. Wand, da Escola de Medicina da Universidade Johns Hopkins, decidiram investigar como os glicocorticóides afetam os genes centrais do eixo HPA. Eles levantaram a hipótese de que os hormônios podem afetar o eixo HPA por meio de modificações epigenéticas – alterações no DNA que não alteram as sequências, mas influenciam a expressão genética.
Os pesquisadores adicionaram corticosterona – o principal hormônio que os ratos produzem em situações estressantes – à água potável durante 4 semanas. Após a exposição, e novamente após um período de recuperação de 4 semanas sem corticosterona, os cientistas testaram os ratos quanto a alterações comportamentais e fisiológicas. Eles examinaram os níveis de expressão de 5 genes do eixo HPA no hipocampo, hipotálamo e sangue. Eles também testaram os níveis de metilação dos genes – uma modificação epigenética comum que afeta a expressão genética. O estudo foi financiado por doações do Instituto Nacional de Abuso de Álcool e Alcoolismo (NIAAA) do NIH, do Instituto Nacional de Saúde Infantil e Desenvolvimento Humano Eunice Kennedy Shriver (NICHD) e do Instituto Nacional de Saúde Mental (NIMH).
Na edição de setembro de 2010 da revista Endocrinology , os pesquisadores relataram que os ratos que receberam corticosterona pareciam mais ansiosos durante um teste de labirinto. A exposição crônica à corticosterona alterou a expressão de 3 genes do eixo HPA, incluindo níveis mais elevados de Fkbp5 no hipocampo, hipotálamo e sangue. A proteína codificada pelo Fkbp5 faz parte de um complexo molecular que interage com o receptor de glicocorticóide. Além disso, os pesquisadores descobriram níveis reduzidos de metilação do Fkbp5 nos ratos expostos à corticosterona.
Variações genéticas no Fkbp5 têm sido associadas a transtorno de estresse pós-traumático e transtornos de humor, que são caracterizados por regulação anormal de glicocorticóides. Estes resultados sugerem que a metilação do Fkbp5 pode desempenhar um papel na mediação dos efeitos dos glicocorticóides no comportamento.
“Isto atinge o mecanismo através do qual pensamos que a epigenética é importante”, diz Potash. Marcas epigenéticas adicionadas ao DNA através da experiência de vida podem preparar um animal para eventos futuros, explica ele. “Se você pensa no sistema de estresse como uma preparação para lutar ou fugir, você pode imaginar que essas mudanças epigenéticas podem prepará-lo para lutar mais ou fugir mais rápido na próxima vez que encontrar algo estressante”.
Com os factores de stress modernos, como os prazos de trabalho, não podemos lutar ou fugir, e o stress crónico pode, em vez disso, levar à depressão ou a outros distúrbios de humor. Compreender o mecanismo pelo qual o stress crónico leva a estas condições pode ajudar-nos a encontrar novas formas de as prevenir ou tratar no futuro. Esta pesquisa sugere que mudanças epigenéticas podem desempenhar um papel no processo. No entanto, é importante observar que a conexão ainda é especulativa. Serão necessários estudos futuros para compreender melhor os efeitos do estresse crônico.
—por Harrison Wein, Ph.D.