Cientistas fizeram um avanço significativo ao mapear geneticamente o envelhecimento em diferentes áreas do cérebro pela primeira vez. Esse trabalho fornece insights sobre por que certas regiões são mais suscetíveis a doenças neurodegenerativas, como o Alzheimer. A pesquisa foi realizada por uma equipe da Universidade do Sul da Califórnia (USC) e divulgada na revista GeroScience.
Há aproximadamente dez anos, a comunidade científica começou a medir a chamada “idade do cérebro”, um indicador baseado em ressonâncias magnéticas que mostra a aparência de envelhecimento do órgão. Um cérebro que se apresenta mais velho do que a idade cronológica de um indivíduo está associado a uma probabilidade maior de declínio cognitivo.
Entretanto, Nicholas Kim, principal autor do estudo e membro do departamento de Engenharia Biomédica da USC, destaca que essa abordagem trata a idade cerebral como um “número único”, o que pode ocultar detalhes importantes, conforme mencionado em comunicado à imprensa.
No decorrer da investigação, foram analisados dados de 41.708 adultos participantes do UK Biobank, um extenso banco de dados de saúde no Reino Unido. Os pesquisadores segmentaram o cérebro em 148 regiões distintas e avaliaram separadamente o ritmo de envelhecimento acelerado ou retardado em cada uma delas.
A equipe também examinou o DNA dos participantes, avaliando mais de 600 mil variantes genéticas para descobrir quais estavam relacionadas ao envelhecimento excessivo e em quais áreas do cérebro isso ocorria.
Diante da grande quantidade de informações, foi desenvolvida uma ferramenta de inteligência artificial para facilitar a análise. O projeto levou cerca de um ano e meio para ser concluído e contou com um conjunto robusto de computadores que utilizou quatro servidores com aproximadamente 120 processadores trabalhando simultaneamente.
Os resultados indicaram que o envelhecimento no cérebro não ocorre de forma homogênea; diferentes regiões apresentam ritmos variados. Essas diferenças foram encontradas em 1.212 associações genéticas que influenciam esses processos não aleatórios.
Andrei Irimia, professor nas áreas de Gerontologia, Biologia Quantitativa e Computacional, Engenharia Biomédica e Neurociência na USC e orientador do estudo, enfatiza que essa pesquisa revela que o envelhecimento cerebral é moldado por múltiplos fatores genéticos, formando uma arquitetura poligênica cujas características variam entre as diversas áreas cerebrais.
“Integrar medições locais de envelhecimento cerebral com análises genéticas nos permite iniciar o mapeamento dos fatores hereditários que influenciam a vulnerabilidade em sistemas neurais críticos. Esses avanços aprimoram nossa compreensão sobre como ocorre o envelhecimento no cérebro humano e ajudam a elucidar as razões pelas quais algumas regiões são mais propensas à doença de Alzheimer”, acrescenta Irimia.
A equipe identificou fatores preditivos e protetores contra o envelhecimento acelerado. Por exemplo, uma variação no gene KCNK2, responsável pelo controle dos canais de potássio que regulam a sinalização elétrica entre os neurônios, mostrou-se fortemente associada ao envelhecimento avançado em áreas particularmente vulneráveis ao Alzheimer.
Por sua vez, variantes do gene NUAK1, relacionado à estrutura das células cerebrais, foram ligadas à aparência mais jovem do cérebro em amplas zonas do córtex.
Kim observa: “Possuir uma variante genética associada ao risco é como carregar uma mochila ligeiramente mais pesada. Isso torna a jornada mais desafiadora, mas não define se você conseguirá alcançar seu destino. Fatores como estilo de vida, ambiente, saúde vascular e envolvimento cognitivo têm um papel fundamental.”
Os pesquisadores consideram que uma das descobertas mais relevantes deste trabalho é que as áreas cerebrais com maior envelhecimento excessivo correspondem às mais afetadas pela doença de Alzheimer e pela demência frontotemporal.
Eles acreditam que esses achados poderão auxiliar médicos na identificação precoce de indivíduos em risco de demência anos antes da manifestação dos sintomas através da análise das ressonâncias magnéticas. Além disso, podem orientar o desenvolvimento futuro de novos tratamentos para doenças neurodegenerativas.
