Viver em grandes altitudes provoca mudanças marcantes no comportamento dos genes.

Nas partes mais elevadas dos Andes equatorianos, a vários milhares de metros acima do nível do mar, o ser humano enfrenta pressões ambientais bem diferentes daquelas encontradas em regiões baixas.

Em altitude, o organismo até consegue se aclimatar do ponto de vista fisiológico à menor disponibilidade de oxigénio no ar. Além disso, a radiação ultravioleta tende a ser mais intensa em ambientes de alta montanha, criando mais um desafio para quem vive nesses locais.

Ao longo de milhares de anos, esse conjunto de condições pode influenciar quais características genéticas se mantêm nas gerações seguintes, de modo que populações indígenas que vivem há muito tempo em altitude exibem diferenças duradouras quando comparadas a recém-chegados que apenas se aclimataram.

Methyloma, epigenética e adaptação em comunidades Kichwa dos Andes

A resposta do corpo à altitude também pode alterar a forma como os genes são “ligados” e “desligados”, como cientistas observaram agora em comunidades indígenas andinas Kichwa. Isso não é evolução no sentido clássico de mudança na sequência do ADN ao longo das gerações; trata-se, em vez disso, de parte do repertório epigenético que as células usam para ajustar o funcionamento do corpo ao ambiente, modulando os genes já existentes.

Ainda assim, permanece uma dúvida importante: não se sabe ao certo se essas alterações epigenéticas são herdáveis em humanos. Também não está claro se elas se mantêm de uma geração para outra, porque o estudo avaliou apenas pessoas que vivem atualmente - e não acompanhou como as populações se transformaram ao longo do tempo.

De forma geral, o planeta reúne ambientes muito variados, e grupos humanos expostos a condições específicas podem desenvolver adaptações compatíveis com essas condições. Um exemplo frequentemente citado são mergulhadoras de apneia na Coreia do Sul, que apresentam vantagens genéticas associadas à forma como o corpo armazena e libera oxigénio durante mergulhos prolongados.

Foi justamente esse contraste que chamou a atenção de uma equipa liderada pelos antropólogos Yemko Pryor e John Lindo, da Universidade Emory (EUA). Enquanto habitantes do Planalto Tibetano exibem um sinal robusto de alterações genéticas evolutivas ligadas à vida em grande altitude - transmitidas ao longo de gerações -, populações dos Andes, vivendo em altitudes semelhantes, parecem apresentar mudanças diferentes, potencialmente não herdáveis. Isso levanta perguntas sobre como ocorreu a adaptação a altitudes acima de 2.500 m.

Por que olhar para o metiloma, e não para todo o genoma de novo?

Em vez de vasculhar novamente todo o genoma andino, os investigadores optaram por outro caminho: analisar o metiloma.

Uma maneira de visualizar isso é pensar no ADN como um manual com instruções biológicas para manter o corpo a funcionar. O metiloma seria um conjunto de “marcadores” químicos que não reescrevem as instruções, mas podem mudar o quanto determinadas partes são usadas. Em geral, essas modificações temporárias sobre o ADN tendem a reduzir a atividade de certos trechos - algo como “faça menos disto”.

Para o estudo, foram recolhidas amostras de sangue de 39 pessoas indígenas, distribuídas entre duas regiões: os Kichwa que vivem em altitude nos Andes equatorianos e os Ashaninka da Bacia Amazónica peruana, em baixa altitude. Em seguida, a equipa sequenciou o metiloma completo de cada participante e comparou os dois grupos.

Segundo Pryor, este é o primeiro conjunto de dados de metiloma completo para essas duas populações. E, diferentemente de muitos estudos que avaliam apenas algumas centenas de milhares de pontos no genoma, a equipa analisou todos os cerca de 3 mil milhões de pares de bases, para observar o que surgiria nesse panorama total.

O que a comparação revelou em alta versus baixa altitude

Ao comparar os grupos, os cientistas encontraram 779 diferenças entre as populações de alta e de baixa altitude, incluindo alterações específicas compatíveis com condições de vida em grandes elevações.

Esses achados não indicam mudanças genéticas herdáveis na sequência do ADN; em vez disso, apontam para adaptações de prazo mais curto, relacionadas à vida em altitude.

Em particular, dois genes associados à resposta do corpo à hipóxia (baixa disponibilidade de oxigénio) apresentaram metilação diferencial: nas comunidades Kichwa de alta altitude, ambos mostraram níveis mais baixos de metilação.

Isso sugere uma mudança regulatória na forma como esses genes podem responder ao pouco oxigénio - um padrão coerente com viver durante longos períodos em ar rarefeito, embora não seja uma prova direta de que haja menor resposta a emergências fisiológicas.

Follistatina, via PI3K/AKT e características fisiológicas andinas

Outro resultado relevante envolveu o gene da follistatina, importante para a biologia de músculos, veias e coração, além de participar da resposta do organismo ao stress por falta de oxigénio. Esse gene apareceu hipermetilado, o que pode indicar uma ligação com características fisiológicas já descritas em populações andinas, como paredes arteriais mais musculosas e maior viscosidade do sangue.

Os investigadores também sugeriram que esse padrão pode estar relacionado a alterações observadas na via de sinalização PI3K/AKT, que tem papel essencial em diversos processos celulares, incluindo metabolismo e sobrevivência.

Por fim, o estudo identificou diferenças significativas em 39 genes relacionados à pigmentação da pele entre as populações de baixa e de alta altitude, em linha com a diferença de exposição aos raios ultravioleta em regiões mais elevadas.

O que esses resultados podem significar para a adaptação humana

Em conjunto, os dados reforçam a ideia de que alterações genéticas herdáveis podem ser apenas uma parte do “kit” de adaptação humana. Ajustes epigenéticos na atividade dos genes ao longo de uma única vida podem representar outra camada importante desse processo.

Lindo destaca que os Kichwa participantes não são um grupo recém-chegado às terras altas: os antepassados dessas comunidades vivem na região há aproximadamente 10 mil anos. Para os autores, isso indica que a epigenética pode contribuir para a adaptação de forma duradoura, ainda que não se trate necessariamente de alterações fixadas na sequência do ADN.

Um ponto adicional a considerar é que a epigenética, por ser sensível ao ambiente, pode refletir não apenas altitude e oxigénio, mas também fatores como dieta, infeções, padrões de atividade física, stress e acesso a cuidados de saúde - variáveis que podem influenciar marcas de metilação e que precisam ser cuidadosamente controladas e interpretadas.

Além disso, como as análises foram feitas a partir de sangue, vale lembrar que marcas epigenéticas podem variar entre tecidos. Estudos futuros que integrem diferentes tipos de amostras, dados fisiológicos detalhados e acompanhamento ao longo do tempo podem ajudar a esclarecer se certos padrões são estáveis, contextuais ou potencialmente transmissíveis entre gerações.

A pesquisa foi publicada na revista Epigenética Ambiental.