Como funciona o nosso relógio biológico? Três cientistas ganharam o Nobel da Medicina com a sua resposta

Cientistas norte-americanos terão sido acordados ao meio da noite para receber a notícia da conquista do Prémio Nobel da Medicina de 2017. Por causa do sono, perderam o sono.

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Jeffrey C. Hall, Michael Rosbash e Michael W. Young EPA/Universidade Chinesa de Hong Kong
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Michael Rosbash REUTERS/Brian Snyder
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Michael Warren Young REUTERS/Shannon Stapleton
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Jeffrey Connor Hall EPA/CHINESE UNIVERSITY OF HONG KONG
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TT News Agency/Jonas Ekstromer via REUTERS

São geneticistas e cronobiólogos. Ou uma espécie de relojoeiros do corpo humano. Michael Rosbash, Jeffrey Connor Hall e Michael Warren Young conquistaram esta segunda-feira o Prémio Nobel da Fisiologia ou Medicina por descobertas sobre os mecanismos moleculares que controlam o ritmo circadiano. Os trabalhos com mais de duas décadas nesta área mostraram como funcionam genes que estão ligados ao sono e à forma como regulamos o nosso metabolismo nas diferentes fases do dia. Os três cientistas norte-americanos revelaram alguns dos importantes circuitos e peças que fazem a complexa máquina do nosso relógio biológico funcionar. E, claro, perceberam onde e como pode avariar.

Entre milhares de perguntas que podem existir sobre o sono, parecem existir duas que inquietam os cientistas de forma mais insistente. São as mais simples e as mais difíceis de responder: porque dormimos? Quais os mecanismos que regulam o período que dormimos e que estamos acordados? Os três cientistas norte-americanos que esta segunda-feira venceram o Nobel da Medicina procuram respostas para esta segunda questão há vários anos. Pioneiros na exploração das ligações dos genes ao comportamento, conseguiram alguns resultados importantes.

Segundo Anna Weddell, do comité do prémio Nobel, os investigadores mostraram, por exemplo, que “precisamos do relógio biológico para antecipar as mudanças que ocorrem durante um dia, não é só para nos adaptarmos a essas mudanças”. Assim, recorrendo ao modelo da mosca-da-fruta, os investigadores perceberam que o corpo dos animais (incluindo o dos seres humanos) desencadeia uma série de ligações que nos preparam para acordar, mesmo antes de a luz do dia “nos avisar”. Da mesma forma, há uma preparação do organismo para o momento nocturno, do sono.

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“Até hoje não sabemos por que precisamos de dormir, mas já é claro que a regulação do sono obedece a dois processos: o ciclo circadiano (ou relógio) e o sistema homeostático”, explica ao PÚBLICO Diogo Pimentel, investigador português na Universidade de Oxford que se dedica a esta área. O tal relógio faz com que todos os organismos (incluindo nós) se sincronizem e adaptem a factores do ambiente externo, sendo a luz o factor principal. Sobre os resultados do trabalho dos cientistas agora premiados com o Nobel da Medicina, Diogo Pimental comenta: “É de facto uma história de sucesso fantástica e um excelente exemplo de como genes e moléculas são responsáveis por orquestrar o nosso comportamento.”

Mais: o reconhecimento do comité Nobel responde a quem duvida das implicações destes estudos que usam a mosca-da-fruta para ligar a genética ao nosso comportamento. “O sucesso neste campo é como um ‘conto de fadas’ para a abordagem da genética comportamental porque demonstra o poder e a eficácia deste tipo de investigação, tal como a relevância e impacto das descobertas resultantes.”

O anúncio do Prémio Nobel foi por volta das 10h30 (hora de Lisboa). Poucos minutos, o perfil dos cientistas corria mundo. Ainda antes de termos tempo para procurar informação sobre os premiados, ficávamos a saber que Michael Rosbash foi acordado ao meio da noite com a notícia do prémio. Ficou em silêncio e depois terá dito algo como: “Está a brincar comigo?” A sua mulher, que dormia ao lado, terá apenas dito que era preciso que continuasse a respirar.

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Michael Rosbash REUTERS/Brian Snyder

Michael Rosbash e Jeffrey Connor Hall são dois amigos de longa data que trabalham juntos há várias décadas. Actualmente, estão na Universidade de Brandeis, no Massachusetts (EUA). Michael Warren Young é um cronobiólogo que investiga no laboratório de genética da Universidade de Rockefeller, em Nova Iorque. Os três estudam o sono, os mecanismos que o nosso relógio biológico usa para se adaptar ao ambiente cá fora.

No centro das investigações destes cientistas está o papel de alguns genes que “participam” neste processo de regulação do ritmo circadiano. Michael Rosbash e Jeffrey Connor Hall explicaram como funciona o gene period (PER). Isolaram este gene e descobriram que produzia uma proteína que se acumulava nas células durante a noite e degradava-a durante o dia. Ou seja, os níveis estavam sintonizados com o ritmo circadiano (uma palavra que na sua origem em latim quer dizer algo como “cerca de um dia”, 24 horas).

Michael Warren Young descobriu o gene timeles (TIM), outra peça importante nesta máquina. Juntos, os três cientistas perceberam que por trás dos nossos sonos e vigílias estes genes actuam em conjunto formando um sistema de sinais químicos. O investigador da Universidade de Rockefeller identificou ainda um outro gene chamado doubletime (DBT) que era capaz de atrasar a acumulação da proteína PER. Estavam desvendados mecanismos-chave sobre os princípios do relógio biológico.

Encontrar os genes e a sua função fez com que se concluísse também que mudanças (ou mutações) nestes “genes-relógio” (as peças biológicas do relógio circadiano comparáveis às rodas dentadas de um relógio mecânico) estão associadas a uma série de distúrbios do sono em humanos. Mesmo algumas formas de depressão podem estar de alguma maneira ligadas ao controlo do ritmo circadiano. Assim, por causa destes três investigadores, hoje sabemos mais sobre os mecanismos que regulam o nosso ritmo circadiano que, por sua vez, regula muitos dos nossos genes.

“O relógio biológico regula funções críticas, como comportamento, níveis hormonais, sono, temperatura corporal e metabolismo. O nosso bem-estar é afectado quando existe um desajuste entre o nosso ambiente externo e este relógio biológico interno, o que acontece, por exemplo, quando viajamos em diferentes fusos horários e experimentamos jet lag. Há também indícios de que os problemas na sincronização de nosso relógio interno com o ambiente e estilo de vida podem estar associados ao aumento do risco de várias doenças”, refere o comunicado de imprensa do comité do Nobel do Instituto Karolinska, na Suécia.

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Num velho vídeo de Novembro de 2015 que esta segunda-feira acordou para uma nova vida na Internet, Michael Rosbash explica o seu trabalho com Jeffrey C. Hall. Fala neste incrível relógio que temos dentro de nós e que consegue antecipar as mudanças cá fora. “É muito mais vantajoso saber o que vai acontecer do que reagir ao que já aconteceu. E esse é um dos papéis do ritmo circadiano”, diz.

No final do vídeo gravado numa altura em que ainda estava longe de saber que algum dia ganharia o Nobel da Medicina, Michael Rosbash fala sobre o sucesso do seu trabalho. Revela que a sua investigação é o resultado de vários factores: uma boa equipa, bons colegas, financiamento, apoio familiar e também de acasos felizes e sorte. “Independentemente dos talentos que usamos para resolver problemas, esses talentos que herdamos dos nossos pais, esses genes, não fazem uma escolha. Somos vítimas de acasos. No meu caso, sou uma vítima feliz. Na verdade, é mesmo a sorte que está por trás desta história.”

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