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Memória na mente: por que as mudanças epigenéticas estão intimamente relacionadas à formação da memória?
Com o avanço da ciência e da tecnologia, a conexão observada entre a formação da memória e as aparentes mudanças nos genes tem recebido cada vez mais atenção. A pesquisa atual mostra que as alterações epigenéticas, especialmente a ativação epigenética, fornecem uma base biológica fundamental para a codificação da memória.
O priming epigenético é uma mudança específica no epigenoma da célula, que altera certas regiões da cromatina dentro da célula de um estado fechado para um estado aberto. Este processo é frequentemente impulsionado por estímulos biológicos externos ou vias que facilitam o acesso ao DNA por fatores de transcrição e outros mecanismos de modificação. Tais mudanças podem afetar significativamente a regulação genética e fornecer diferentes padrões de expressão genética em diferentes estágios da vida de uma célula.
O priming epigenético é um estado epigenético subjacente desencadeado por estímulos específicos que promove o afrouxamento da cromatina e o aumento da transcrição genética.
Atualmente, os mecanismos de priming epigênico têm sido intensamente explorados na neurociência e na pesquisa do câncer. Embora este processo desempenhe um papel importante na formação da memória neuronal e também seja crítico na ativação de genes supressores de tumor no tratamento do câncer, os mecanismos por trás dele e suas aplicações potenciais ainda são um tema quente de pesquisa.
O mecanismo de ativação do epigene
O processo de iniciação do epigene envolve uma variedade de mecanismos epigenéticos, os mais significativos dos quais incluem a acetilação e a metilação das histonas. Estes processos resultam frequentemente na transformação da cromatina de heterocromatina sólida em eucromatina acessível, promovendo assim a transcrição de genes específicos.
Os sinais desencadeadores de alterações epigenéticas são contribuídos por múltiplos mecanismos epigenéticos, que levam a alterações na atividade de transcrição genética.
As mudanças no ambiente e o uso de medicamentos podem atuar como catalisadores para iniciar esses processos. Por exemplo, a inibição da histona desacetilase (HDAC) é considerada uma forma eficaz de manter um estado aberto da cromatina, que tem efeitos duradouros na expressão permanente de genes e outras atividades epigenéticas.
Aplicações em câncer
No campo da pesquisa sobre o câncer, a ativação epigenética foi descoberta pela primeira vez em genes supressores de tumor. As alterações epigenéticas nesses genes são consideradas fatores-chave que levam à carcinogênese. Portanto, os pesquisadores consideram o priming epigenético um meio de “pré-tratamento” para tornar as células tumorais mais sensíveis aos medicamentos desmetilantes. Essas drogas, como a 5-azacitidina, podem efetivamente aumentar a expressão de genes supressores de tumor após o início da terapia com epigene e ajudar a superar a disfunção celular causada pelo câncer.
Evidências mostram que o priming epigenético pode aumentar a citotoxicidade de medicamentos contra o câncer, demonstrando benefícios potenciais em vários tipos de câncer, como câncer de pulmão e ovário.
A FDA aprovou uma variedade de medicamentos de terapia epigênica que demonstraram alta eficácia e relativa segurança em ensaios clínicos, tornando-os um novo ponto positivo no tratamento do câncer.
Últimas descobertas em neurociência
Na neurociência, as alterações epigenéticas são consideradas a causa fundamental da formação da memória. O estudo descobriu que apesar da síntese de proteínas ter sido desativada enquanto a memória estava sendo formada, a memória ainda poderia ser recuperada. Este fenômeno mostra que mudanças na estrutura sináptica, embora seja necessária a síntese protéica, não são a única fonte de codificação da memória intracelular. Em vez disso, os processos iniciados epigeneticamente podem ser os estágios iniciais da formação da memória.
Diferentes formas de memória de longo prazo estão ligadas a diferentes tipos de acetilação de histonas, sugerindo que diferentes mecanismos reguladores epigenéticos na preparação epigenética em neurônios podem levar a diferentes formações de memória.
Outras aplicações biológicas
Além de suas aplicações na memória cerebral e na pesquisa do câncer, o impacto da preparação epigênica se expandiu para áreas como a síndrome metabólica. Alguns estudos demonstraram que fatores ambientais durante o desenvolvimento inicial, como a nutrição materna e a composição corporal, têm efeitos duradouros no fenótipo metabólico da prole, possivelmente através da excitação epigenética. Tais mudanças ajudam, portanto, as gerações futuras a sobreviver e a prosperar em ambientes com poucos recursos.
Em geral, a investigação sobre a activação de epigenes está a desenvolver-se a um ritmo acelerado, abrindo novas perspectivas para a compreensão da formação da memória, do tratamento do cancro e de outros aspectos. Com o avanço da tecnologia e a investigação aprofundada, seremos capazes de utilizar de forma estável estes mecanismos epigenéticos em tratamentos clínicos no futuro para trazer benefícios de saúde sustentáveis aos pacientes?
