"Raças" humanas?

A diversidade humana é, há tempos, discutida por filósofos da humanidade. Entretanto, todas as discussões que existiram sobre “raças” humanas envolvem apenas o nível fenotípico, de aparências.

A variabilidade fenotípica é vista em várias etnias diferentes, assim como há variabilidade populacional em outras espécies por compartilharem ambientes diferentes e por um relativo isolamento reprodutivo geográfico, que faz com que cada população tenha sua própria característica.

No entanto, quando analisamos as populações humanas a nível genômico, a diferenciação não é tão simples assim. A variabilidade genética da nossa espécie é muito baixa. As características físicas desses grupos representam adaptações ao meio ambiente, sendo então produtos de uma seleção natural que age sobre alguns poucos genes. Variações fenotípicas visíveis, tais como cor da pele, cor dos olhos, forma do nariz, etc, são regidas por pouquíssimos genes quando comparadas com variações moleculares de “maior” importância. A anemia facilforme, por exemplo, era vista como uma doença típica de africanos ou afro-descendentes. Um estudo realizado recentemente na UFMG (link) constatou que a 15% dos casos no estado de Minas Gerais é formada por indivíduos com 85% de ancestralidade européia.

Quando queremos distinguir um europeu de um africano, p. ex., podemos conseguir com êxito quando estamos analisando os dois indivíduos fenotipicamente. Apesar disso, quando analisamos apenas o nível genômico (como o exame de um DNA forense, por exemplo), a facilidade de identificação desaparece completamente.

O ponto crucial para abolirmos completamente o termo “raças” quando nos referimos à nossa espécie é a avaliação das diferenças individuais. Vários estudos constataram porcentagens de polimorfismos individuais e entre “raças” de seres humanos e os resultados sempre foram próximos a:

· 85% de diversidade entre indivíduos de mesma população;

· 8,3% de diversidade entre populações diferentes;

· 6,3% entre “raças” distintas.

Portanto, como podemos definir “raças” se a variação genética é de apenas 6,3%? Compare com a variação individual de 85% e podemos compreender o motivo do erro cometido.

No Brasil, a situação á ainda um pouco mais complicada. Todos os estudos de miscigenação já realizados confirmam que a população, independente da região onde se encontra, possui ancestralidade africana, européia e ameríndia, diferindo apenas na porcentagem entre elas. A variabilidade genética da população brasileira é gigantesca. Todos nós somos afro-descendentes, euro-descendentes e ameríndio-descendentes.

Do ponto de vista genético e biológico, então, raças humanas são indiscutivelmente inexistentes. Talvez o termo tenha um significado cultural e político, mas também acaba por cair em alguns preconceitos e não é bem visto por grande parte da população.

Este ano tivemos nossas casas visitadas por trabalhadores do IBGE para realizarem o censo de 2010. Uma das perguntas que eles fazem e que várias pessoas não souberam responder foi “como você define sua cor?”.

Em uma palestra no 56º Congresso Brasileiro de genética, o Dr. Guilherme Suarez-Kurtz fez uma grande ressalva quanto a isso, comentando que cor é uma característica de variação contínua e muitas vezes não diz muito sobre a ancestralidade do indivíduo. Ele chegou a mostrar e cantar uma música feita sobre o censo do IBGE (uma crítica) que particularmente achei muito interessante, e diz muito sobre nossa população:

GRES ACADÊMICOS DO IBGE

Esplendor e Glória de um Mameluco Cafuzo na Corte do Censo

De João Pimentel, Marceu Vieira e Arnaldo Bloch

Hoje o Censo bateu
na porta da minha casa
perguntou a minha idade,
minha renda, minha prosa
meu grau de escolaridade
meu sexo, minha glosa

Brasileiro sei que sou,
carioca classe média
trabalho quase de graça
pra tomar a minha média
Mas um fato me encucou
Qual é a minha raça?
maluco, tou maluco
eu não sei quem sou na praça

Sou mameluco , sou cafuzo?
Negro de keto ou nagô?
Amarelo, pardo, índio,
minha cor qual é que é?
Judeu, ateu, ET
Cristo, buda, oxumaré
Qual é a minha tribo
Responde, IBGE!

Preciso
de um geneticista russo
Preciso
de uma enfereira
que me tome o pulso
preciso
de um cientista americano
e de um pai de santo
carioca ou baiano

para saber quem sou
nessa aquarela
a vantagem que vou ter
se for preto ou balela
se sou um homem sério
tenho cota pra banguela
ou picareta branco,
sem nome, sem donzela

Descendente de Zumbi,
Conselheiro, ou Arariboia?
Meu pai me disse "Aí:
eu já estou na paranoia
Dom Pedro ‘Alves’ Cabral
Virgulino, Tiradentes?
com seu pé lá da cozinha,
mamãe jura que é inocente!

Quem eu sou? (breque)

Quem eu sou?
Negro arara, branco ou vira-lata?
Quem eu sou?
Feijão manteiga ou chocolate de nata?
Quem eu sou?
Cabelo enrolado de nariz virado...
Quem eu sou?
Um branco pardo qualquer
ou um preto desbotado?

Diz aí como é que éééé...
minha cor, IBGE?!
Diz aí como é que éééé...
meu nariz, IBGE?!
Diz aí como é que éééé...
Meu cabelo, IBGE?
Diz aí como é que éééé...
Quem eu sou, IBGE?
Diz aí como é que éééé...
Quem eu sou, IBGE?

Se quisermos dividir a espécie humana em raças, o mínimo que podemos dividir é em 6,5 bilhões de indivíduos.

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Fonte principal: PENA, Sérgio Danilo. À flor da pele: Reflexões de um geneticista. Rio de Janeiro, Editora Vieira & Lent, 2007.

Farmacogenética e Obesidade

Quando estudamos alguma doença genética (p. ex. câncer de origem genética), o foco principal dos resultados está na produção de medicamentos e possíveis tratamentos para essa patologia. A genética da doença serve para compreendermos melhor as causas da sintomatologia.

A Farmacogenética possui uma abordagem diferente. Estudos farmacogenéticos visam entender a genética do paciente para avaliar a resposta que ele terá a determinados medicamentos indicados para tratar de sua patologia. Começa-se a entrar na Era da Medicina Personalizada, onde cada paciente terá medicamentos e doses específicas de acordo com sua “receita” genética. Com isso, os riscos de medicamentos inadequados seriam minimizados, ou até mesmo eliminados.

A obesidade é um problema mundial, que afeta grande parte da população. Apenas nos Estados Unidos, quase todos os estados tem pelo menos 20% da população obesa.

A obesidade é causada basicamente por dois fatores principais:

• Ingestão de alimentos
• Gasto de energia

Ambos os fatores são comportamentais e, portanto, ocorrem no cérebro. Vias endócrinas de hormônios relacionados com esses comportamentos foram então estudadas, assim como seus genes.

A Leptina é um hormônio da via do metabolismo lipídico e circula no organismo proporcionalmente à quantidade de gordura do indivíduo. Quanto mais tecido adiposo, mais leptina circulante. Esse hormônio é responsável pela inibição do apetite.

Video com uma visualização da ação da leptina:

Alguns indivíduos nascem com mutações no gene da leptina e não a produzem. Com isso, o comportamento de saciedade fica comprometido, levando a pessoa a ter apetite constante e então à obesidade.

Experimentos foram realizados com camundongos mutantes e tipo selvagem (normais). A leptina foi inserida na dieta do camundongo mutante, o que resultou em uma regulação no apetite. Experimentos com humanos foram também satisfatórios.

Infelizmente apenas aproximadamente 5% dos casos de obesidade é de origem genética por deficiência de leptina. Os outros 95% são por diversos fatores principalmente ambientais.

Estamos caminhando para a Medicina Personalizada e aplicação da Farmacogenética em diversas patologias (depressão, p. ex.), mas ainda temos um longo caminho a percorrer. Até quando?

Fonte: Palestra do 56° Congresso Brasileiro de Genética do Prof. Julio Lucinio:

http://www.blogger.com/profile/06894644125072131725

Seleção Positiva para Doenças

Para entendermos e estudarmos melhor doenças que afetam o ser humano devemos realizar experimentos em modelos animais por questões éticas, culturais e até mesmo emocionais.

Entretanto, até que ponto podemos extrapolar estudos com modelos animais para solucionarmos os mistérios da espécie humana? Sabemos que as diferenças entre as espécies existem, o que por vezes causa problemas em experimentos.

Várias doenças são comuns a grupos de mamíferos, como Alzheimer ou AIDS em humanos e chimpanzés. No entanto, a sintomatologia é bastante variada (como os chimpanzés não sofrerem com o vírus da AIDS, p. ex.), mesmo em espécies proximamente relacionadas, como o caso citado.
O estilo de vida moderno da espécie humana (bastante distinto do primitivo) pode relevar novas susceptibilidades a doenças que até então não eram existentes. Entretanto, algumas diferenças biomédicas de humanos e outros mamíferos não podem ser completamente explicadas pelo estilo de vida {2}.
Doenças genéticas podem ocorrer como um derivado de uma adaptação de uma grande vantagem seletiva. Ex: Esquizofrenia (específica de humanos) e Alzheimer (maior susceptibilidade em humanos) podem ser um derivado da função cognitiva superior da espécie.
Genes que foram sujeitos à evolução adaptativa desde a divergência de humanos e outros primatas podem estar envolvidos nessa variação de fenótipos e ser chave no entendimento do estado da doença. Além disso, a genômica comparativa molecular pode oferecer meios de correlacionar diferenças moleculares com os fenótipos das doenças em diferentes espécies, além de esclarecer genes e vias causadoras de doenças.
A nível molecular, existem algumas principais mudanças que contribuiram para a diferença de espécies que foram e ainda estão sendo estudadas:
- Presença/ausência de genes em diferentes espécies;
- Substituições nucleotídicas que podem causar mudanças funcionais;
- Variação nos níveis de expressão gênica.
A seleção positiva pode ser estudada pelo segundo ponto. Essa análise pode determinar quais mudanças nucleotídicas contribuem para diferenças biológicas entre espécies. Ela parte da premissa de que a ação da pressão de seleção positiva em genes ortólogos (regiões gênicas equivalentes em várias espécies) durante a evolução é geralmente associada com sub ou neofuncionalização de genes {3}.
Determinar esses genes na linhagem humana é um modo racional e promissor de revelar as mudanças moleculares implicadas em doenças específicas de humanos.
Genes com seleção positiva tendem a interagir com eles próprios, o que pode significar um mecanismo de co-evolução dos mesmos {1}.
O entendimento da história evolucionária de genes relacionados a doenças são significantemente importantes para a escolha de modelos animais no processo de produção de medicamentos {4} e para um melhor entendimento de diferenças fisiológicas entre as espécies.

Dentro de todo esse contexto, eu me questiono: será mesmo tão alto o preço que devemos pagar por possuir um Sistema Nervoso mais desenvolvido que outros animais a ponto de se tornar por vezes uma desvantagem evolutiva por desencadear uma série de doenças que em primórdios não existiam? Várias doenças exclusivas de seres humanos levam à morte ou simplesmente à incapacidade reprodutiva por muitos fatores. Características primordiais positivamente selecionadas no início de nossa linhagem são agora uma pressão negativa. Até onde iremos em nosso "desenvolvimento" evolutivo?


{1} Vamathevan, JJ et al. 2008. The role of positive selection in determining the molecular cause of the species differences in disease. BMC Evolutionary Biology 8:273.
{2} Varki, A, Altheide, K. 2005. Comparing the human and chimpanzee genomes: searching for needles in a haystack. Genome Res. 15(12):1746-1758.
{3} Yang, Z. 2005. The power of phylogenetic comparison in revealing protein function. PNAS 102(9):3179-3180.
{4} Searls, DB. 2003. Pharmacophylogenomics: Genes, Evolution and Drug targets. Nature Rev Drug Discovery 2(8):613.

DNA Barcode e a Sistemática Molecular

Quando vamos a um supermercado fazer compras nos deparamos com milhares de produtos com seus respectivos códigos de barras. À medida que escolhemos os produtos desejados e os colocamos no balcão para realizar o pagamento, um aparelho à laser faz a leitura do código de barras e automaticamente computa todas as informações sobre tal produto.

Seria maravilhoso se existisse um código de barras para discriminarmos espécies, visto o quanto é difícil esse trabalho para muitos taxonomistas, por mais experientes e habilidosos que sejam em morfologia, ecologia e comportamento.

Paul Hebert e seus colaboradores, em 2004, sugeriram a criação de um código de barras molecular para a identificação de espécies reconhecidas¹, diminuindo a necessidade de utilização de chaves de identificação morfológica (na maior parte das vezes bastante complexa, exigindo alto nível técnico para utilizá-las) e de dados ecológicos-comportamentais.
A região selecionada como código de barras (Barcode) foi um fragmento do gene codificador da proteína Citocromo Oxidase I (COI), do DNA mitocondrial. O COI é um gene fácil de ser amplificado em qualquer estágio de vida dos animais e, por ser um gene mitocondrial, é vantajoso por possuir evolução rápida (ambiente oxidativo), ausência de introns, herança haplóide e exposição limitada para recombinação.

O método de Barcode possui etapas padronizadas para todos os tipos animais, desde a escolha do fragmento (primers utilizados na PCR), até as condições de temperatura na PCR. Essa padronização traz vantagens para diversas áreas do conhecimento, como agricultura (identificação de pestes), biomedicina (identificação de patógenos e vetores de doenças) e ecologia². Outra vantagem dessa padronização é a possibilidade de identificação em qualquer estágio de vida, como no caso de insetos, onde a discriminação morfológica de espécies é bastante complexa e exige várias chaves diferentes para os diversos estágios de vida. Com o Barcode o processo é o idêntico para todos os estágios.

O maior objetivo do método é a criação de um Banco de Dados com as sequências de todas as espécies possíveis, que já está disponível em http://www.barcodinglife.org/, onde é possível a visualização das espécies que já foram sequenciadas e discriminadas com o método (quase um milhão).

Entretanto, apesar de toda a ideia ter sido testada e muitas vezes aprovada, existem inúmeros casos em que o Barcode não foi eficiente para a diferenciação de espécies próximas³, como no caso do meu trabalho de conclusão de curso (dados não publicados), onde sequenciei 130 indivíduos de um grupo de espécies e o método foi falho para a discriminação das mesmas.

Algumas premissas devem ser analisadas para testar a eficiência do método¹:

- O monofiletismo das espécies em questão deve ser confirmado;

- A divergência de nucleotídeos intraespecífica deve ser menor que a interespecífica.

Em todos os casos em que o método não foi eficiente, a segunda premissa não foi obedecida. Seria óbvio afirmar que espécie X não é espécie Y se entre indivíduos de X houvesse uma divergência de 0,6% e entre indivíduos de X e Y a divergência fosse 13%. Entretanto, diferenças de valores como essas são encontradas muitas vezes apenas quando comparamos gêneros ou até mesmo famílias diferentes. A nível de espécie os valores são cada vez menores e a nível de espécies crípticas e controversas (como no meu caso) o método simplesmente não faz a distinção pois não possui divergência suficiente para afirmar que X não é Y.

Agora eu me pergunto e coloco a questão: será mesmo possível que um gene, por mais padronizado e conservado que seja, tenha a capacidade de identificar todas as espécies vivas existentes no nosso planeta? Se para estudos filogenéticos necessitamos no mínimo dois genes e caracteres morfológicos e comportamentais, como podemos confiar em apenas sequências de um gene do DNA mitocondrial para inferir que espécies controversas pela morfologia são semelhantes ou diferentes?

Ainda assim, espécies que ainda estão em processo de especiação ou que sofrem alguma hibridação não podem ser diferenciadas por um gene no DNA mitocondrial. Esses casos são ainda mais complexos e requerem um imenso conjunto de dados para uma conclusão final.

Além disso, existe a principal questão: Qual o conceito de Espécie?? Existem "n" conceitos de Espécie e até hoje não se chegou a um consenso.

Todas essas questões e pensamentos devem ser levados em consideração antes de tirarmos qualquer conclusão a respeito da nossa complexa Sistemática.

1. Hebert, PDN, et al. Ten species in one: DNA Barcoding reveals cryptic species in neotropical skipper butterfly Astrapes fulgerator. 2004.

2. Savolainen,V, et al. Towards writing the encyclopaedia of life: an introdution to DNA barcoding. 2005.

3. Roe, AD e Sperling, PAH. Patterns of evolution of mitochondrial cytochrome c oxidase I and II DNA and implications for DNA barcoding. 2007.