Domingo, Julho 21

Assinatura genética da síndrome de Down encontrada em ossos antigos

Assinatura genética da síndrome de Down encontrada em ossos antigos

Os cientistas diagnosticaram a síndrome de Down a partir do DNA de ossos antigos de sete bebês, um deles com até 5.500 anos de idade. Seu método, Publicados na revista Nature Communications, pode ajudar os pesquisadores a aprender mais sobre como as sociedades pré-históricas tratavam as pessoas com síndrome de Down e outras doenças raras.

A síndrome de Down, que ocorre hoje em 1 em cada 700 bebês, é causada por uma cópia extra do cromossomo 21. O cromossomo extra produz proteínas extras, o que pode causar uma série de alterações, incluindo defeitos cardíacos e problemas de aprendizagem.

Os cientistas têm lutado para descobrir a história da doença. Hoje, as mães mais velhas têm maior probabilidade de ter um filho com essa condição. No passado, contudo, as mulheres teriam maior probabilidade de morrer jovens, o que poderia ter tornado a síndrome de Down mais rara, e as crianças nascidas com ela teriam menos probabilidades de sobreviver sem cirurgia cardíaca e outros tratamentos que hoje prolongam as suas vidas.

Os arqueólogos podem identificar algumas doenças raras, como o nanismo, apenas a partir dos ossos. Mas a síndrome de Down, também conhecida como trissomia do 21, é uma doença extremamente variável.

Pessoas que sofrem com isso podem apresentar diferentes combinações de sintomas e apresentar formas graves ou mais leves. Aqueles com olhos amendoados característicos causados ​​pela síndrome de Down podem ter esqueletos relativamente comuns, por exemplo.

Como resultado, os arqueólogos acham difícil diagnosticar com segurança esqueletos antigos com síndrome de Down. “Você não pode dizer: ‘Ah, essa mudança existe, então é trissomia 21′”, disse a Dra. Julia Gresky, antropóloga do Instituto Arqueológico Alemão em Berlim, que não esteve envolvida no novo estudo.

Pelo contrário, não é difícil identificar geneticamente a síndrome de Down, pelo menos em pessoas vivas. Nos últimos anos, os geneticistas têm testado os seus métodos em ADN preservado em ossos antigos.

No entanto, tem sido um desafio porque os cientistas não podem simplesmente contar cromossomas inteiros, que se decompõem em fragmentos após a morte.

Em 2020, Lara Cassidy, então geneticista do Trinity College Dublin, e seus colegas usaram DNA antigo pela primeira vez para diagnosticar um bebê com síndrome de Down. Eles estavam examinando genes de esqueletos enterrados em uma tumba de 5.500 anos no oeste da Irlanda. Os ossos de uma criança de 6 meses continham quantidades invulgarmente elevadas de ADN do cromossoma 21.

Desde então, Adam Rohrlach, estatístico do Instituto Max Planck de Antropologia Evolutiva em Leipzig, Alemanha, e os seus colegas desenvolveram um novo método para encontrar a assinatura genética, que podem utilizar para observar rapidamente milhares de ossos.

A ideia surgiu ao Dr. Rohrlach quando ele conversou com um cientista do instituto sobre os procedimentos de busca de DNA antigo. Descobriu-se que, como o sequenciamento de DNA de alta qualidade é tão caro, os pesquisadores examinaram os ossos com um teste barato, chamado sequenciamento shotgun, antes de selecionar alguns para pesquisas futuras.

Se o osso ainda contivesse DNA, o teste revelaria muitos pequenos fragmentos genéticos. Na maioria das vezes, eles vêm de micróbios que crescem nos ossos após a morte. Mas alguns ossos também continham ADN reconhecível como humano, e aqueles com uma percentagem elevada foram sinalizados para testes adicionais.

Dr. Rohrlach soube que o instituto examinou quase 10 mil ossos humanos dessa forma e que os resultados de todo o sequenciamento da espingarda foram armazenados em um banco de dados. Ocorreu ao Dr. Rohrlach e seus colegas que eles poderiam examinar o banco de dados em busca de cromossomos extras.

“Pensamos: ‘Ninguém jamais olhou para esse tipo de coisa'”, disse Rohrlach.

Ele e seus colegas escreveram um programa que classificava fragmentos do DNA recuperado por cromossomo. O programa comparou o DNA de cada osso com todo o conjunto de amostras. Ele então identificou ossos específicos que tinham um número incomum de sequências de um cromossomo específico.

Dois dias após a conversa inicial, o computador obteve os resultados. “Acontece que nossa intuição estava correta”, disse o Dr. Rohrlach, que hoje é professor associado da Universidade de Adelaide, na Austrália.

Eles descobriram que a coleção do instituto incluía seis ossos com DNA extra do cromossomo 21, a assinatura da síndrome de Down. Três pertenciam a bebês de até um ano e os outros três a fetos que morreram antes do nascimento.

Rohrlach também acompanhou o estudo de 2020 do Dr. Ele usou seu programa para analisar o sequenciamento shotgun do esqueleto irlandês e descobriu que ele também tinha um cromossomo 21 extra, confirmando seu diagnóstico inicial.

Além disso, o Dr. Rohrlach encontrou outro esqueleto com uma cópia extra do cromossomo 18. Essa mutação causa uma condição chamada síndrome de Edwards, que geralmente leva à morte antes do nascimento. Os ossos vieram de um feto que morreu às 40 semanas e estava gravemente deformado.

A nova pesquisa não permite que Rohrlach e seus colegas determinem quão comum era a síndrome de Down no passado. Muitas crianças com esta condição provavelmente morreram antes da idade adulta, e os ossos frágeis das crianças têm menos probabilidade de serem preservados.

“Há muita incerteza na amostragem e no que poderíamos ou não encontrar”, disse o Dr. Rohrlach. “Acho que seria um estatístico muito corajoso se tentasse extrair muito desses números.”

Mas o Dr. Rohrlach achou significativo que três crianças com síndrome de Down e uma com síndrome de Edward tenham sido enterradas em duas cidades vizinhas no norte da Espanha entre 2.800 e 2.400 anos atrás.

Normalmente, as pessoas daquela cultura eram cremadas após a morte, mas estas crianças eram enterradas dentro de edifícios, por vezes com jóias. “Eram bebês especiais que estavam sendo enterrados nessas casas, por razões que ainda não entendemos”, especulou o Dr. Rohrlach.

O Dr. Gresky não acreditava que as evidências descartassem o acaso para o grupo de casos.

“Talvez os ossos estivessem muito bem preservados”, disse ele. “Talvez os arqueólogos fossem tão bons e tão bem treinados que eliminaram todos eles. “Talvez eles tenham sido enterrados de uma forma que tornou muito mais fácil encontrá-los.”

Ainda assim, o Dr. Gresky considerou o novo estudo um avanço importante. Por um lado, pode permitir aos arqueólogos comparar restos geneticamente identificados como portadores da síndrome de Down e descobrir algum conjunto oculto de características comuns a todos os seus esqueletos.

E o Dr. Gresky esperava que outros investigadores usassem ADN antigo para iluminar as histórias ocultas de outras doenças raras: “Basta procurá-las e falar sobre elas. Caso contrário, eles permanecerão invisíveis.”