Genética mostra limitações dos modelos animais para estudar doenças humanas

Limitações dos modelos animais

Rastreando a linha evolutiva e a expressão genômica de humanos e camundongos, um grupo internacional de pesquisadores encontrou indícios fortes sobre por que certos processos e sistemas dos camundongos - tais como o sistema imunológico, o metabolismo e a resposta ao estresse - são tão diferentes dos mesmos processos e sistemas nas pessoas.

Com base em anos de estudos de regulação gênica nas cobaias, a equipe desenvolveu uma técnica que ajuda a entender melhor como as semelhanças e diferenças entre camundongos e seres humanos foram transcritas em seus genomas.

Isto pode determinar quando o camundongo é um modelo adequado para o estudo da biologia e das doenças humanas e quando não é, ajudando a explicar algumas das limitações dos estudos científicos realizados com essas cobaias.

O estudo é tão extenso que foi publicado em quatro artigos separados na revista Nature, além de artigos mais específicos em outras publicações.

Trata-se dos últimos resultados provenientes do projeto ENCODE, ou Enciclopédia dos Elementos do DNA. O projeto ENCODE está construindo um catálogo abrangente de elementos funcionais que incluem genes que fornecem instruções para construir proteínas, genes não codificantes de proteínas e elementos reguladores que controlam quais genes são ligados ou desligados e quando.

Diferenças entre humanos e camundongos

Os pesquisadores descobriram que algumas diferenças nas sequências de DNA associadas a doenças em seres humanos parecem ter homólogos no genoma dos camundongos, embora estudos específicos precisem ser realizados para confirmar cada caso. Eles também mostraram que certos genes e elementos são semelhantes em ambas as espécies, fornecendo uma base para usar o animal para estudar algumas doenças humanas importantes.

No entanto, enquanto as duas espécies carregam um grupo central de programas similares para regular a atividade genética, os pesquisadores descobriram que as diferenças aparecem em tecidos e células específicas.

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O estudo documentou muitas variações e padrões de expressão genética que não são compartilhados entre homens e camundongos, o que pode limitar o uso do animal como um modelo de doença.

Por exemplo, a análise mostrou que, no sistema imunológico, nos processos metabólicos e na resposta ao estresse, a atividade de alguns genes é diferente entre camundongos e seres humanos, confirmando pesquisas anteriores. Este novo trabalho foi além, permitindo identificar genes e outros elementos potencialmente envolvidos na regulação desses genes nos camundongos, alguns dos quais não têm contrapartes nos seres humanos.

Esta imagem mostra uma comparação do cromossomo 1 humano e seu equivalente no camundongo.
[Imagem: Centre for Genomic Regulation (CRG)]

Evolução

Camundongos e humanos compartilham aproximadamente 70% das mesmas sequências de genes codificadores de proteínas - mas isto representa apenas 1,5% dos dois genomas.

"Nós vimos o genoma do camundongo como um livro com algumas seções inseridas e certas seções retiradas pela evolução," disse Dr. Bing Ren, membro do Instituto Ludwig de Pesquisa sobre o Câncer (EUA) e um dos líderes do projeto.

Agora, cada cientista que se propuser a usar camundongos para estudar doenças ou comportamentos humanos dispõe de uma base de dados onde é possível verificar se o camundongo é realmente um modelo adequado, permitindo que as conclusões sirvam de indícios para fenômenos semelhantes em humanos.

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