Não é nada raro que animais como ursos passem o período que antecede o inverno a aumentar a massa corporal, acumulando gordura e, ao mesmo tempo, reduzindo o metabolismo para aguentar os meses de escassez.
Fenômeno de Dehnel: uma estratégia oposta à hibernação
Para o musaranho-comum-eurasiático (Sorex araneus), porém, a história é outra. Com uma expectativa de vida que mal chega a um ano, esse pequeno mamífero não “quer” desperdiçar meses valiosos dormindo sob montes de neve. Em vez disso, ao longo da evolução, adoptou uma tática bem diferente para atravessar dias escuros e gelados: reduzir o tamanho de órgãos que consomem muita energia, poupando as poucas reservas disponíveis.
Esse mecanismo ficou conhecido como “fenômeno de Dehnel”, em homenagem ao zoólogo polonês August Dehnel. À medida que as temperaturas caem, o animal - que pesa apenas entre 5 e 12 gramas - pode perder até 18% do peso corporal. A queda é impressionante: inclui mais de um quarto da massa do cérebro. Ainda assim, na primavera seguinte, os tecidos perdidos voltam a crescer.
O que os genes do hipotálamo revelam
Agora, cientistas dos Estados Unidos, da Alemanha e da Dinamarca identificaram vários genes associados a esse fenómeno. O achado também revelou conexões curiosas com alterações genéticas em seres humanos relacionadas a diferentes problemas de saúde, incluindo a doença de Alzheimer.
Os resultados complementam um trabalho do mesmo grupo publicado apenas um ano antes, quando os investigadores descreveram mudanças metabólicas no fígado, no córtex cerebral e no hipocampo do musaranho que acompanham o encolhimento sazonal - alterações que, segundo eles, poderiam ter relevância para o tratamento de doenças neurológicas em humanos.
No novo estudo, a equipa tentou esclarecer melhor como o fenômeno de Dehnel evoluiu. Para isso, comparou os padrões de expressão génica no hipotálamo do musaranho com os de 15 outras espécies de mamíferos, abrangendo diferentes ordens.
O hipotálamo é um centro crucial para o controlo do metabolismo nos animais. Por esse motivo, alterações na sua actividade em resposta às mudanças das estações são um alvo óbvio para investigação. A partir de conjuntos de dados já existentes, os autores encontraram centenas de genes cuja expressão aumentava nos musaranhos e que tinham versões correspondentes expressas no cérebro de outros mamíferos - incluindo outros musaranhos, roedores e primatas.
“Gerámos um conjunto de dados único, com o qual conseguimos comparar o hipotálamo do musaranho entre estações e espécies”, afirma um dos principais autores do estudo, o biólogo evolutivo William Thomas, da Universidade Stony Brook, nos Estados Unidos.
“Encontrámos um conjunto de genes que varia ao longo das estações e que participa da regulação da homeostase energética, além de genes que regulam a morte celular e que, segundo propomos, podem estar associados às reduções no tamanho do cérebro.”
Entre os genes cuja expressão mudava com as estações, estavam vários envolvidos no controlo da sinalização de cálcio na barreira entre o sistema circulatório e o cérebro. Isso sugere adaptações que abririam canais de acesso ao hipotálamo e ampliariam a capacidade da região de responder rapidamente a alterações do ambiente.
BCL2L1 e a poda sazonal de células
Ao comparar a regulação génica no outono e na primavera, uma sequência chamou atenção: BCL2L1, que se acredita participar do controlo da destruição de células individuais.
A equipa testou a hipótese em cultura de células cerebrais de furão. Ao comparar os efeitos de transcritos de RNA intactos e transcritos de RNA “embaralhados” desse gene, os resultados reforçaram as suspeitas e ajudaram a compor um quadro complexo de sinalização e morte celular que “poda” o cérebro em resposta às mudanças sazonais.
Ligações com saúde humana e doença de Alzheimer
Ao colocar essas sequências reguladas lado a lado com genes semelhantes noutras espécies de mamíferos, os investigadores destacaram cinco genes que agora consideram relevantes para a evolução do fenômeno de Dehnel no musaranho. Entre eles havia um gene associado à reciclagem de proteínas de membrana, outro que media funções das membranas das sinapses em células nervosas, e um que, em humanos, aparece ligado tanto à obesidade quanto à doença de Alzheimer.
Considerando o estilo de vida “vive rápido, morre cedo” do musaranho, perder neurónios para preservar uma “bateria” que se esgota rapidamente provavelmente compensa. Já na nossa espécie, transformações equivalentes tenderiam a ter um custo fatal.
À medida que a investigação médica avança, torna-se cada vez mais evidente a sobreposição entre falhas no metabolismo e doenças neurodegenerativas. Por isso, explorar em maior profundidade a capacidade do musaranho de reduzir deliberadamente o próprio cérebro pode trazer pistas importantes para o diagnóstico e o tratamento do declínio cognitivo.
Esta pesquisa foi publicada na eLife.
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