O sono é essencial para a funcionalidade do cérebro e a saúde geral, mas a compreensão de como o sono proporciona seus efeitos benéficos permanece amplamente desconhecida.
Em artigo publicado em 9 de agosto na revista de acesso aberto PLOS Biology, Shanaz Diessler e Maxime Jan da Universidade de Lausanne e do Instituto Suíço de Bioinformática SIB (Suíça), pesquisadores do sono estão explorando abordagens novas e imparciais que podem levar o sono a um nível sistêmico. Em uma tal abordagem, conhecida como 'genética de sistemas', inferências sobre fenômenos biológicos podem ser feitas ligando vários níveis de informação do DNA ao fenótipo via expressão gênica, proteínas e metabolismo no nível de uma população. A genética de sistemas oferece uma visão global e interconectada dos fenômenos biológicos e, portanto, é considerada crítica para prever a suscetibilidade a doenças.
O estudo realizou análises genéticas de sistemas em camundongos com o objetivo de identificar as vias de sinalização molecular que predizem a resiliência ou susceptibilidade à perda de sono. Sete anos de trabalho culminaram em uma base de conhecimento interativa e de acesso aberto quantificando os efeitos da privação de sono e do genoma ao nível do transcriptoma do cérebro e do fígado, do metaboloma do sangue e, finalmente, do fenômeno sono-vigília referente a um dissecação detalhada sem precedentes da atividade cerebral e do comportamento sono-vigília.
A exploração inicial rendeu vários novos insights notáveis. A prevenção do sono durante a primeira metade da fase de repouso habitual (o período de luz no camundongo) afetou de forma abrangente todos os níveis do sistema com 78% de todos os genes expressos no cérebro mudando sua expressão. Os autores identificaram uma série de variantes genéticas que exerceram sua ação apenas após o desafio da privação de sono e não quando deixadas sem perturbações. Além disso, essas variantes não apenas determinaram a magnitude da resposta molecular ou do sono à perda de sono, mas também, em alguns casos, a direção da mudança, explicando as fortes mudanças interindividuais no enfrentamento do sono insuficiente.
Talvez a observação mais impressionante que veio dessas análises seja que as moléculas e vias metabólicas ativas apenas no tecido periférico (o fígado) parecem influenciar diretamente os fenótipos considerados estritamente centrais, como a frequência de oscilações conhecidas por se originarem de áreas específicas do cérebro, como o hipocampo . Evidências convergentes baseadas em todos os quatro níveis de organização implicam no metabolismo dos ácidos graxos como substrato das consequências negativas da perda de sono. Essas descobertas podem não apenas direcionar novas estratégias terapêuticas, mas também desafiar a visão do sono amplamente centrada no cérebro que há muito tempo orienta hipóteses sobre sua função e regulação.
Os dois grupos liderados por Paul Franken e Ioannis Xenarios continuam sua colaboração e exploram e fortalecem ainda mais este recurso único, adicionando uma terceira camada molecular regulatória e desenvolvendo as ferramentas bioinformáticas necessárias para trazer à luz as muitas interações e caminhos ainda ocultos nos dados. Os autores esperam que, por meio dessa abordagem imparcial, possamos aprender por que o sistema precisa dormir.
Fonte da história:
Materiais fornecidos pela PLOS . Nota: o conteúdo pode ser editado quanto ao estilo e comprimento.
Referência do jornal :
Diessler S, Jan M, Emmenegger Y, Guex N, Middleton B, Skene DJ, et al. Um recurso de genética de sistemas e análise da regulação do sono no mouse . PLoS Biol , 2018 DOI: 10.1371 / journal.pbio.2005750
