Epigenoma cerebral muda com aprendizado e experiências

O estudo gerou o primeiro mapa das mudanças epigenômicas no cérebro, conhecidas como metilação do DNA.
[Imagem: Eran Mukamel/Salk Institute for Biological Studies]

A experiência dos pais com seus filhos, e dos professores com seus alunos, demonstram como as crianças mudam seus comportamentos e conhecimentos desde a infância até a adolescência.

Até agora, embora já se saiba que mudanças fisiológicas no cérebro podem ser induzidas voluntariamente, pouco se sabe sobre como as mudanças comportamentais se refletem no cérebro.

Um artigo publicado na revista Science desta semana dá uma pista importante para a compreensão deste processo.

Epigenoma

Pesquisadores descobriram que o córtex frontal das pessoas - a parte do cérebro responsável pelo comportamento e pela aquisição de novas informações - experimenta uma mudança significativa do nascimento até o final da adolescência.

Reforçando a ideia já largamente aceita de que o DNA não tem todas as respostas quando se trata do funcionamento do bicho homem, os pesquisadores constataram que o epigenoma das pessoas é transformado em seu processo de passagem para a vida adulta.

O estudo analisou o epigenoma de recém-nascidos, adolescentes com 16 anos, e adultos com idades entre 25 e 50 nos Estados Unidos e na Espanha.

O epigenoma é o conjunto de sinais químicos responsáveis por ligar ou desligar genes em nosso DNA.

Enquanto o "genoma" pode ser considerado o manual de instruções que contém os projetos (os genes) de todos os componentes das células e do nosso corpo, o "epigenoma" pode ser visto como uma camada adicional de informação na parte superior dos nossos genes que mudam a maneira como esses genes são usados.

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Agora se descobriu que um destes sinais epigenéticos, chamado metilação do material genético, é progressivamente aumentado entre o fim da adolescência e a entrada na idade adulta.

Esta descoberta pode ter uma profunda importância para o conhecimento da biologia do cérebro porque, além de explicar a plasticidade cerebral induzida pelas experiências de vida e pela educação, ela pode ser decisiva para compreender as causas de comportamentos alterados e doenças psiquiátricas.

Mudança dos genes durante a vida

O código genético do DNA é constituído por quatro bases químicas: adenina (A), guanina (G), citosina (C) e timina (T).

A metilação ocorre normalmente nos chamados locais CpG, em que C (citosina) situa-se próximo a G (guanina) no alfabeto do DNA. De 80 a 90 por cento dos locais CpG são metilados no DNA humano.

Sequenciando os genomas de cobaias e do tecido do cérebro humano, bem como neurônios e células gliais (do córtex frontal do cérebro) durante os estágios iniciais pós-natais, juvenil, adolescente e adulto, a equipe descobriu que a metilação fora dos locais CG se acumula nos neurônios ao longo da primeira infância e da adolescência, e torna-se a forma dominante de metilação do DNA nos neurônios humanos maduros.

Estudos recentes têm demonstrado um possível papel da metilação do DNA na esquizofrenia, na depressão, no suicídio e no transtorno bipolar.

"Nosso trabalho vai nos permitir começar a fazer perguntas mais detalhadas sobre como as mudanças no epigenoma esculpem as complexas identidades das células do cérebro ao longo da vida," disse Eran Mukamel, do Laboratório de Neurobiologia Computacional do Salk Institute (EUA), autor do estudo.

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