Um ajuste para o gene CMAH pode ser a chave para a superioridade dos humanos

Quando Eliud Kipchoge quebrou a fita na Maratona de Berlim no mês passado – estabelecendo um novo recorde mundial em 78 segundos – ele e seus companheiros maratonistas podem ter tido evolução para agradecer. Ou, mais especificamente, o gene CMAH.

Em 1998, Ajit Varki, um biólogo da Universidade da Califórnia em San Diego (UCSD), ajudou a identificar uma pequena variação no gene CMAH dos humanos comparado com o dos chimpanzés. O estudo de referência foi o primeiro a encontrar uma diferença genética entre nós e nossos parentes mais próximos. Embora o CMAH esteja presente em todos os membros de ambas as espécies, ele permanece intacto em primatas (entre muitos outros animais), enquanto os humanos perderam parte do gene entre 2 milhões e 3 milhões de anos atrás, tornando-o efetivamente inativo.

Varki e outros cientistas passaram as duas décadas seguintes estudando essa antiga adaptação à CMAH, associando-a a um aumento do risco de doenças como distrofia muscular e doenças cardíacas. Agora, uma nova pesquisa publicada no mês passado no periódico Proceedings, da Royal Society B, acrescentou outro efeito surpreendente a essa lista: o gene pode também ter tornado os humanos melhores corredores de longa distância. “Ironicamente”, explicou Varki, “a mesma mutação que aumenta o risco dessas doenças nos dá a capacidade de correr.”

É uma conexão que Varki diz que está pensando há anos. “Foi realmente um palpite baseado em muitas pistas”, diz Varki. Essas dicas incluíram o impacto da CMAH na massa muscular e o fato de que a mutação genética parece ter ocorrido na mesma época em que desenvolvemos pés grandes e uma rede de glândulas sudoríparas – características que ajudaram os humanos a se tornarem alguns dos melhores corredores de longa distância do mundo.

O laboratório de Varki comparou por muito tempo ratos normais, nos quais o CMAH é naturalmente ativo, a outros especialmente criados com o gene inativo. Mas quando se tratava de testar a capacidade de corrida dos animais, Varki tinha dificuldade em convencer qualquer pessoa em seu laboratório a organizar o que ele chamou de “um experimento a longo prazo”. Até que ele conheceu o estudante Jonathan Okerblom em 2012.

“Eu estava realmente animado com essa hipótese de corrida”, diz Okerblom, que estava em uma rotação de pesquisa no laboratório de Varki na época. Okerblom estava formulando um palpite sobre o CMAH e rodando separadamente do Varki; ele se lembra primeiro de falar sobre a possibilidade de uma cerveja com colegas de pós-graduação. “Para mim, foi como um momento de epifania.”

Depois que os dois se conheceram e discutiram suas teorias, Varki sugeriu que Okerblom trabalhasse na hipótese com os ratos de Varki. Assim, em meio a outros projetos, o Okerblom planejou projetar uma experiência que medisse as capacidades de execução em camundongos CMAH e inativos-CMAH. O problema, diz Okerblom, é que eles precisavam de uma esteira.

No início, a equipe construiu rodas de corrida diretamente nas gaiolas dos ratos e usou um velocímetro de bicicleta preso ao lado como uma ferramenta de medição. “A roda tem suas desvantagens”, diz Okerblom. “É provável que não imite a [caça do rato persistentemente] com a precisão, já que é provável que não aconteça até a exaustão.”

Eventualmente, a equipe conseguiu emprestar uma esteira de rato. Ela tinha seis pistas e um choque suave (definido para baixo) na parte inferior que incentivaria o rato a continuar correndo. O estudo mediu quanto tempo um camundongo poderia correr antes de descansar no amortecedor por quatro segundos, indicando exaustão.

Correndo ambos os conjuntos de ratos nas esteiras por 15 dias, Okerblom viu notavelmente aumento no desempenho de corrida no grupo inativo-CMAH usando a roda e a esteira. A fisiologista da UCSD, Ellen Breen, que analisou as respostas musculares dos camundongos, também encontrou uma maior resistência à fadiga, melhor respiração e mais capilares – todos os traços associados aos grandes maratonistas.

“Quando [o estudo] pousou na minha mesa, eu estava obviamente muito feliz”, diz Daniel Lieberman, professor de biologia evolutiva humana na Universidade de Harvard e co-autor de um estudo de 2004 sobre como os seres humanos evoluíram para ser tão bem Corredores adaptados. Ele diz que ele também supôs uma conexão genética, mas que este é o primeiro estudo mostrando uma ligação direta.

Ainda assim, Lieberman diz que há muitas perguntas não respondidas. “Nós nem sabemos que esse gene evoluiu para essa função”, diz ele. Da mesma forma, ele acrescenta que, como todo ser humano tem um gene CMAH inativo, as implicações para atletas individuais são bastante limitadas. “A principal história evolutiva é que todos os seres humanos têm capacidade para uma resistência notável, e esse gene desempenha um papel nisso.”

Outra grande incerteza é como esta pesquisa sobre ratos é transferível para humanos. Um estudo abrangente de 2014 comparando os dois genomas descobriram que, embora camundongos e humanos tenham sistemas semelhantes que controlam a atividade gênica, muitas variações de DNA e padrões de expressão gênica não são compartilhados entre as espécies. Okerblom e Varki abordaram as limitações do estudo, que outros cientistas também apontaram. “É interessante em termos dos efeitos no comportamento e no desempenho do exercício. Eu não acho que isso necessariamente nos diz sobre a evolução humana ”, disse Theodore Garland Jr., fisiologista evolucionista da Universidade da Califórnia em Riverside, que também é cético quanto a um único gene ter tanto impacto na capacidade humana. “Normalmente, na evolução, existem muitas, muitas maneiras diferentes de as coisas acontecerem … É altamente improvável que um único gene seja crucial e necessário para a evolução.”

Enquanto Varki é otimista sobre a importância do CMAH, ele é o primeiro a reconhecer que há espaço para mais pesquisas sobre o gene. “[Isso] poderia ser relevante para a biologia muscular humana, fisiologia”, diz ele. Por enquanto, no entanto, há pelo menos uma coisa de que Varki tem certeza: “Os ratos realmente gostam de correr.”

*Texto publicado originalmente na Outside USA.