Cientistas avançam na decodificação da genética da insônia

Um esforço de pesquisa envolvendo pesquisadores da Texas A&M University, da Escola de Medicina Perelman da Universidade da Pensilvânia e do Hospital Infantil da Filadélfia (CHOP) usou a genômica humana para identificar um novo caminho genético envolvido na regulação do sono das moscas da fruta para os humanos – um romance insight que poderia abrir caminho para novos tratamentos para insônia e outros distúrbios relacionados ao sono.

O geneticista e biólogo evolutivo da Texas A&M, Alex Keene, colaborou com Allan Pack e Philip Gehrman, da Penn, e Struan Grant, da CHOP, na pesquisa inovadora, publicada em Avanços da Ciência.

“Houve um enorme esforço para usar estudos genômicos humanos para encontrar sono genes“, disse Keene. “Alguns estudos têm centenas de milhares de indivíduos. Mas a validação e o teste em modelos animais são essenciais para entender a função. Conseguimos isso aqui, em grande parte porque cada um de nós traz uma área diferente de especialização que permitiu a eficácia final desta colaboração.”

Keene diz que o mais interessante sobre o trabalho da equipe é que eles desenvolveram um pipeline começando não com um organismo modelomas com dados reais de genômica humana.

“Há uma abundância de estudos de associação do genoma humano (GWAS) que identificam variantes genéticas associadas ao sono em humanos”, disse Keene. “No entanto, validá-los tem sido um enorme desafio. Nossa equipe usou uma abordagem genômica chamada mapeamento de variante para gene para prever os genes afetados por cada variante genética. Em seguida, examinamos o efeito desses genes em moscas da fruta.

“Nossos estudos descobriram que as mutações no gene Pig-Q, necessário para a biossíntese de um modificador da função da proteína, aumentavam o sono. Em seguida, testamos isso em um modelo de vertebrado, peixe-zebra, e encontramos um efeito semelhante. Portanto, em humanos , moscas e peixe-zebra, o Pig-Q está associado à regulação do sono.”

Keene diz que o próximo passo da equipe é estudar o papel de uma modificação de proteína comum, a biossíntese da âncora GPI, na regulação do sono. Além disso, ele observa que o pipeline humano-para-fruta-para-peixe-zebra que a equipe desenvolveu permitirá que eles avaliem funcionalmente não apenas os genes do sono, mas também outras características comumente estudadas usando o GWAS humano, incluindo neurodegeneração, envelhecimento e memória.

“Entender como os genes regulam o sono e o papel dessa via na regulação do sono pode ajudar a revelar descobertas futuras sobre o sono e os distúrbios do sono, como a insônia”, disse Gehrman, professor associado de psicologia clínica em psiquiatria na Penn e um psicólogo clínico com o Penn Chronobiology and Sleep Institute. “No futuro, continuaremos a usar e estudar esse sistema para identificar mais genes que regulam o sono, o que pode apontar na direção de novos tratamentos para distúrbios do sono”.

A pesquisa de Keene em seu laboratório afiliado ao Center for Biological Clocks Research está na interseção da evolução e da neurociência, com foco principal na compreensão dos mecanismos neurais e fundamentos evolutivos do sono, formação de memória e outras funções comportamentais em modelos de moscas e peixes. Especificamente, ele estuda moscas-das-frutas (Drosophila melanogaster) e peixes-caverna mexicanos que perderam a visão e a capacidade de dorme com o objetivo de identificar a base genética das escolhas comportamentais que influenciam doença humanaincluindo obesidade, diabetes e doenças cardíacas.