O estresse crônico durante a infância pode aumentar a suscetibilidade de uma pessoa à ansiedade, depressão e outros transtornos de humor quando novos desafios surgem mais tarde na vida. Cientistas da Escola de Medicina da Universidade de Washington e da Universidade de Princeton, em St. Louis, identificaram agora um processo biológico que pode ajudar a explicar como o trauma precoce pode ter efeitos tão duradouros no cérebro.
Os pesquisadores sabem que o estresse pode alterar a atividade genética no cérebro durante o desenvolvimento inicial. As novas descobertas sugerem que estas mudanças surgem em parte da forma como as células cerebrais empacotam o seu ADN. Ao facilitar a ativação de certos genes relacionados com o stress, a adversidade precoce pode tornar o cérebro mais reativo e menos capaz de tolerar o stress futuro.
O estudo foi publicado em 7 de agosto neurônio.
“Descobrimos um novo processo biológico que liga a experiência das adversidades no início da vida a esta vulnerabilidade a longo prazo às doenças mentais”, disse Meghan Creed, PhD, professora associada de anestesiologia na WashU Medicine e coautora do estudo. “Esta descoberta revela as cicatrizes físicas deixadas pelo trauma sofrido durante o desenvolvimento dentro das células cerebrais, dando aos cientistas um alvo biológico sólido para desenvolver novos tratamentos e intervenções”.
Como o estresse infantil altera a embalagem do DNA
Mais de metade das crianças em todo o mundo sofrem algum tipo de stress na infância, incluindo abuso em casa, violência ou consumo de drogas e outros acontecimentos traumáticos. Experimentar quatro ou mais destes eventos adversos está associado a um risco significativamente maior de problemas de saúde física e mental mais tarde na vida.
Para compreender como estas experiências podem alterar fisicamente o cérebro em desenvolvimento, os investigadores concentraram-se na área tegmental ventral. Esta área do cérebro contém neurônios que produzem dopamina, um mensageiro químico envolvido no processamento de experiências importantes, incluindo recompensas e situações aversivas. Quando estes neurónios se tornam anormalmente activos devido ao stress, o processo de recompensa pode ser interrompido, aumentando potencialmente a probabilidade de ansiedade e depressão.
A equipe examinou então o epigenoma dentro desses neurônios produtores de dopamina. O epigenoma contém marcadores moleculares que ajudam a controlar se os genes estão ligados ou desligados, influenciando em última análise o comportamento das células.
Katherine Jensen Pena, PhD, professora assistente do Princeton Neuroscience Institute e autora sênior e co-correspondente do estudo, comparou o DNA dentro das células a uma mola enrolada. O DNA é enrolado em proteínas chamadas histonas, que ajudam a controlar o quão firme ou frouxa ele é compactado. Quando esta mola genética é fortemente comprimida, os genes tornam-se menos acessíveis e permanecem desligados. Quando a estrutura está solta e aberta, fica mais fácil para a célula ativar genes.
SETD7 prepara células cerebrais para estresse futuro
Em ratos jovens expostos ao stress, os investigadores encontraram níveis elevados de uma enzima chamada SETD7 em neurónios dopaminérgicos, em comparação com ratos criados em condições normais. SETD7 ajuda a adicionar um marcador químico chamado H3K4me1 ao sistema de empacotamento do DNA. Segundo Pena, essa etiqueta estimula a abertura da estrutura genética, tornando a célula mais sensível ao que está acontecendo em seu ambiente.
Para testar se o próprio SETD7 poderia produzir estas alterações, os cientistas aumentaram artificialmente a enzima em ratos jovens que não tinham sofrido stress no início da vida. À medida que os animais amadureceram, as células cerebrais produtoras de dopamina desenvolveram uma estrutura de DNA mais aberta, facilitando a ativação de genes de resposta ao estresse.
Quando adultos, esses ratos tornaram-se menos tolerantes ao estresse. Animais que aumentaram os níveis de SETD7 na infância desenvolveram neurônios dopaminérgicos mais reativos e mostraram comportamento mais ansioso do que camundongos cujos níveis de SETD7 permaneceram normais ao longo da vida.
Bloqueio de “marcas” moleculares
Os pesquisadores então testaram a abordagem oposta. Após o estresse no início da vida, eles impediram que o SETD7 adicionasse quantidades excessivas do marcador H3K4me1. Isto manteve a estrutura do ADN mais firmemente bloqueada e evitou que os ratos se tornassem invulgarmente sensíveis ao stress mais tarde na vida.
Mesmo depois de passarem por estresse no início do desenvolvimento e depois na idade adulta, os camundongos com baixa atividade de SETD7 se comportaram como animais estressados. Eles permaneceram igualmente sociais e exploratórios, enquanto a atividade em seus neurônios dopaminérgicos permaneceu em níveis normais.
Os resultados sugerem que o SETD7 e as mudanças que ele induz no empacotamento do DNA podem ajudar a criar uma memória molecular duradoura das adversidades iniciais. Eles também fornecem aos pesquisadores um caminho biológico específico para investigar como um alvo potencial para futuras intervenções.
“Atualmente não há cura para a forma como o stress precoce da vida afeta o cérebro, em parte porque não temos uma imagem clara de quais mecanismos moleculares atingir”, disse Peña. “Este trabalho é entusiasmante porque revela um mecanismo claro e também ajuda a explicar porque é que os efeitos do stress são latentes e generalizados. Além disso, se pudermos tomar medidas com cuidados de apoio, recursos médicos ou sociais para proteger as crianças durante essas janelas sensíveis de desenvolvimento, poderemos ser capazes de proteger o epigenoma – evitando que a mola genética fique presa no estado aberto e talvez dando ao cérebro em desenvolvimento a oportunidade de construir resiliência natural.” São.”
