Os tubarões da Groenlândia podem viver por séculos – graças aos seus truques genéticos
Uma análise inédita de todo o genoma do tubarão-da-Groenlândia fornece aos pesquisadores algumas pistas sobre sua longevidade.
Quando esse tubarão da Groenlândia nasceu, Leonardo Da Vinci estava pintando a Mona Lisa. Essa espécie é o vertebrado mais longevo do planeta, vivendo séculos em águas geladas profundas.
Para nós seres humanos, a puberdade chega após cerca de uma década. Mas os tubarões da Groenlândia têm que esperar bem mais de 100 anos. Uma infância de um século pode parecer ficção científica, mas os tubarões-da-groenlândia são os vertebrados mais longevos da Terra, com uma expectativa de vida que se estima chegar a cerca de 400 anos.
Esses peixes passam séculos mergulhando nas profundezas das águas geladas do Ártico e do Atlântico Norte, onde atingem tamanhos enormes, crescendo cerca de um centímetro por ano. Os maiores tubarões-da-Groenlândia totalmente crescidos podem ser mais compridos do que um carro e pesar mais de 900 Kg.
Normalmente, um animal não pode envelhecer tanto. Com o tempo, o declínio das funções corporais e doenças como o câncer se acumulam e cobram seu preço. No entanto, o tubarão-da-Groenlândia parece desafiar esse padrão, o que significa que ele deve ter desenvolvido ferramentas genéticas para evitar doenças relacionadas à idade.
Recentemente, os cientistas obtiveram algumas novas pistas genéticas sobre sua longevidade. E, embora as novas descobertas não se traduzam em seres humanos que vivem até os 400 anos, elas estão dando aos cientistas planos tentadores de como podemos manter a saúde por mais tempo em nossas vidas.
Os tubarões podem nadar até profundidades de mais de 2100 metros e crescer até o tamanho de um carro. No entanto, seu tamanho gigantesco não impediu que os humanos os pescassem. Os nuit da Groenlândia, do Canadá e da Islândia caçam os tubarões há décadas para usar o óleo de seus fígados.
Como capturar um enorme tubarão da Groenlândia
Em 2021, Arne Sahm decidiu procurar pistas por trás da longa vida dos tubarões; não apenas para aprender sobre o tubarão, mas também para potencialmente compará-las com a biologia de outros animais de vida longa, como o rato-toupeira pelado.
“É bom saber se existem alguns truques comuns da evolução para tornar espécies muito longevas com vidas ainda mais longas”, diz Sahm, bioinformata do Leibniz Institute on Aging - Fritz Lipmann Institute, na Alemanha.
Primeiro, ele precisava de um genoma completo do tubarão-da-Groenlândia, que os cientistas não tinham antes desse trabalho. Para montar o genoma, primeiro ele precisou coletar amostras frescas desses tubarões, e capturar um peixe de uma tonelada que pode mergulhar a profundidades de até 7 mil pés não é uma tarefa fácil.
“Você coloca 10 anzóis em uma linha longa”, afirma John Steffensen, biólogo marinho da Universidade de Copenhague, na Dinamarca, que trabalhou com Sahm no projeto e passou as duas últimas décadas capturando esses tubarões para pesquisa. “Eles são chamados de ganchos de tubarão, são enormes.”
Nesses ganchos são colocados pedaços de carne podre e fedorenta. Uma combinação de cordas e correntes pesadas abaixa o lanche fedorento a centenas de metros de profundidade e, em seguida, puxa-o de volta com um tubarão, ou possivelmente vários, a reboque.
Para a pesquisa de Sahm, Steffensen e outros pescadores capturaram tubarões nos fiordes do sul da Groenlândia e enviaram amostras do cérebro para a equipe. Em seguida, os pesquisadores extraíram o DNA das amostras para compilar e inspecionar o genoma dos tubarões. Eles publicaram suas descobertas em um servidor de pré-impressão em setembro de 2024.
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Duas pistas genéticas apontam para a origem da longa vida dos tubarões
Se um genoma fosse um livro de instruções, o DNA seria as palavras e os genes seriam os parágrafos. Pela primeira vez, a equipe reuniu o livro inteiro dos tubarões-da-Groenlândia, seu genoma cromossômico. Eles descobriram que o livro tem aproximadamente o dobro da espessura do livro humano, com 22634 genes e cerca de 6,45 bilhões de pares de bases. Os pares de bases formam os degraus da estrutura de dupla hélice de uma fita de DNA – as letras individuais em uma “página” de DNA.
Depois de ter o genoma completo, a equipe começou a procurar pistas por trás da vida útil extrema desses tubarões. Um elemento que se destacou foi uma grande quantidade de “genes saltadores”, ou transposons. A maioria dos organismos, inclusive os humanos, têm transposons: genes que se duplicam em uma nova seção de uma sequência genética.
Eles podem introduzir diversidade genética, mas também podem ser prejudiciais se o novo posicionamento dos genes interromper o restante de uma sequência. É como copiar e colar uma frase de outro lugar no meio de uma sentença, tornando-a sem sentido, explica Sahm.
Mas esses transposons podem desempenhar um papel mais benéfico no tubarão-da-Groenlândia. Muitas das duplicações deles incluíam genes ligados ao reparo do DNA. Portanto, em vez de criar uma disrupção, eles podem ter criado genes úteis adicionais, o que, hipoteticamente, poderia retardar o envelhecimento. Se o DNA for deixado danificado, ele pode contribuir para problemas nas células, inclusive câncer. Os pesquisadores acreditam que quanto melhor for a manutenção do genoma, maior será a vida útil do organismo.
Um gene chamado TP53 também chamou a atenção das equipes. Anunciado como o “guardião do genoma”, o TP53 é vital para a prevenção do câncer. Muitos animais o possuem, inclusive humanos, elefantes e baleias. O TP53 contém instruções para a proteína p53, que auxilia na supressão de tumores e no reparo do DNA.
Ela funciona impedindo que as células com DNA danificado continuem a se dividir até que ele seja reparado ou fazendo com que elas morram. Isso garante que o crescimento da célula não se torne uma bola de neve incontrolável, transformando-se em um tumor.
Nos tubarões-da-Groenlândia, uma parte da sequência do gene TP53 é alterada em relação ao seu funcionamento normal em outros animais. Usando um modelo de IA, os pesquisadores previram que a mutação poderia afetar a estrutura do p53 e como ele lida com o reparo do DNA, possivelmente levando a uma vida mais longa. Mas Sahm observa que essas são apenas previsões – para entender melhor a alteração, eles precisariam fazer experimentos com ela em células no laboratório.
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Como essas percepções podem, um dia, ajudar a saúde humana
As chaves para a longa vida de um tubarão-da-Groenlândia podem ajudar os cientistas a entender a longevidade de outros animais e podem ser benéficas também para os seres humanos. Mas isso não nos ajudará a viver por séculos.
Os tubarões estão muito distantes dos seres humanos e nossos sistemas são muito diferentes para fazer comparações diretas, comenta Sahm. Em vez de fornecer a proverbial fonte da juventude, o genoma do tubarão se soma a outros dados genômicos de animais de vida longa.
Os cientistas podem fazer comparações entre esses animais e os seres humanos para aprender mais sobre o processo de envelhecimento. Por exemplo, eles podem procurar genes presentes em animais de vida longa e ausentes em animais de vida curta que poderiam ajudar a evitar doenças relacionadas à idade.
“O objetivo não é fazer com que as pessoas vivam mais, o objetivo é manter as pessoas mais saudáveis por mais tempo”, afirma Paul Robbins, biólogo molecular da Universidade de Minnesota (Estados Unidos) que não participou do estudo. A pesquisa sobre a longevidade humana tem como objetivo principal melhorar a duração da saúde das pessoas, ou seja, o tempo que alguém passa com boa saúde ao longo da vida.
Por exemplo, um aspecto da pesquisa sobre longevidade é como equilibrar uma vida longa com a prevenção do câncer. Como há algumas sobreposições em nossos genes relacionados à longevidade, como a importância do TP53, por exemplo, o genoma do tubarão poderia ajudar a revelar alvos para o desenvolvimento de terapias de saúde, como produtos farmacêuticos ou terapias genéticas, diz Robbins.
E como há outros animais estudados quanto à longevidade, os resultados podem ajudar a informar essa pesquisa também, acrescenta Bodnar. Por exemplo, os cientistas podem comparar o tubarão-da-Groenlândia com espécies de vida curta, como camundongos, para procurar diferenças. Por outro lado, seu genoma pode ser comparado com o de outros tubarões ou com o de outras espécies marinhas de vida longa, como a baleia-da-Groenlândia, para procurar semelhanças.
O novo genoma do tubarão é “uma ferramenta maravilhosa para termos em nosso kit de ferramentas”, diz Andrea Bodnar, bióloga celular que é diretora científica do Gloucester Marine Genomics Institute, em Massachusetts (Estados Unidos), e que não participou da pesquisa. Bodnar estuda a longevidade de animais marinhos, incluindo o ouriço-do-mar vermelho de 200 anos. “Cada uma dessas espécies de vida longa realmente encontrou soluções diferentes para alcançar o envelhecimento saudável e a resistência ao câncer.”
São necessários mais estudos para confirmar a função das proteínas encontradas no genoma do tubarão-da-Groenlândia. A próxima etapa seria analisar a expressão gênica, o que pode ser feito usando culturas de células ou inserindo genes em outros modelos de animais.
“É fantástico ter um genoma, é um recurso essencial para estudos futuros”, diz Bodnar. “Mas, na verdade, é apenas o começo.”
