Nossas células se substituem, por que elas não mudam? Por que não evoluímos individualmente?

"Os organismos são apenas um monte de células", diz John W. Pepper (Universidade do Arizona).

E como todos sabem da biologia do ensino médio, as células se reproduzem dividindo e fazendo cópias de si mesmas. Quando isso acontece – mais e mais – erros são feitos, e eles produzem cópias imprecisas. A maioria desses erros – mutações – não são adequadas para a sobrevivência e desaparecem. Outros têm vantagens de sobrevivência e continuam a replicar. E essa é a evolução.

Então, você pode perguntar, se isso é o que está acontecendo dentro de nossos corpos, por que os humanos individuais não evoluem ao longo do tempo? Por que você é praticamente a mesma pessoa – exceto antiga – do que você faz dez anos?

Porque, diz Pepper, a divisão celular simples não é a forma como os organismos humanos substituem suas células.

Embora o Razor da Occam nos aconselhe que o mais simples é, muitas vezes, o melhor, Pepper aponta para um processo bastante elegante e inelegante pelo qual as células humanas se substituem e evitam a mutação dentro da vida de uma pessoa.

Para se substituir, as células precisam reproduzir e proliferar. De acordo com a Pepper, células-tronco indiferenciadas carregam o ônus de iniciar a reprodução das células por simples divisão. Ele hipotecia que as células-tronco não evoluem porque suas populações são em grande parte "pequenas e quiescentes". Quando elas se reproduzem, elas mudam inicialmente um pouco, o suficiente para produzir um novo tipo de células – células amplificadoras transitórias (TACs) – que dividem e proliferam, várias vezes, cada vez mais diferenciadas, até serem células maduras, que não podem reproduzir nem replicar.

As células novas, porque não podem se reproduzir, são sem saída evolutiva. "Um tecido pode incluir uma série de vários estágios TAC, cada um dos quais resulta da divisão da etapa anterior. Essas células são transitórias no sentido de que elas só proliferam por um período de tempo limitado antes de se tornarem diferenciadas terminalmente e, eventualmente, são derramadas do tecido. Eles amplificam o potencial proliferativo das células estaminais somáticas, porque cada estágio TAC duplica o número de células descendentes que, em última instância, resulta da divisão de uma célula tronco somática ", escreve Pepper em seu artigo," Animal Cell Differentiation Patterns Suprimir a evolução somática " com colegas Kathleen Sprouffske, Carlo C. Maley (PloS Computational Biology, 2007).

Para células altamente diferenciadas, perder a capacidade de reproduzir faz parte do trade-off de se tornar parte de um organismo multi-celular.

"Eles devem fazer parte de algo mais poderoso", disse Pepper. "Algo que foi difícil de comer e bom em comer outras coisas".

Então, se o processo multi-estágio de reprodução celular e proliferação suprime a evolução e a mudança celular, por que envelhecemos?

"A evolução somática foi proposta como uma fonte fundamental de senescência. Mostramos que a diferenciação serial pode reduzir a evolução somática, mas não eliminá-la completamente. É necessária uma certa proliferação por células-tronco e a auto-renovação dos TAC pode surgir por mutações somáticas esporádicas que perturbam a diferenciação normal. Ao retardar a evolução somática, a diferenciação em série pode não eliminar completamente a senescência, mas atrasá-la até a velhice ", escreve Pepper.

Em outras palavras, se substituímos células únicas por divisão simples, os erros associados ao envelhecimento podem ocorrer com bastante rapidez. Com o processo muti-estágio – células-tronco para TACs – há uma acometimento mais lento das mudanças características do envelhecimento por um longo tempo.

Esta pesquisa também tem implicações para a pesquisa do câncer. O câncer é a divisão celular ficando selvagem.

Simplificado por Pepper: "Quando as células atingem o ponto em que se dividem constantemente, em vez de apenas quando necessário, são células cancerígenas".

Ele acrescenta: "Se você entender as condições sob as quais eles cooperam, você pode entender as condições em que a cooperação se decompõe. O câncer é uma quebra da cooperação ".

E assim pode ser o processo de envelhecimento.

Pepper JW, Sprouffske K, Maley CC, 2007 Os padrões de diferenciação de células animais suprimem a evolução somática. PLoS Comput Biol 3 (12): e250. doi: 10.1371 / journal.pcbi.0030250

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