Pioneiros da epigenética recebem o Prémio Paul Ehrlich e Ludwig Darmstaedter 2026
A descoberta dos vencedores do prémio abalou os fundamentos da genética clássica e abriu as portas ao vasto campo da epigenética moderna
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Os biólogos do desenvolvimento Davor Solter e Azim Surani vão receber o Prémio Paul Ehrlich e Ludwig Darmstaedter 2026, anunciou o Conselho Científico da Fundação Paul Ehrlich. Os vencedores do prémio descobriram o fenómeno do imprinting genómico. Nos mamíferos, isto significa que os materiais genéticos dos óvulos e dos espermatozóides são funcionalmente diferentes. Para além da sua informação genética, alguns genes transportam uma marca molecular que impede a sua informação genética de estar ativa no embrião. É por isso que precisamos da informação genética completa da mãe e do pai. Esta descoberta abalou os alicerces da genética clássica e abriu a porta ao vasto campo da epigenética moderna.
Davor Solter
privat, Davor Solter
Azim Surani
Jacqueline Garget, University of Cambridge
Os genes que transportam a nossa informação genética estão agrupados nos cromossomas do núcleo da célula. Existem 22 autossomas, bem como os cromossomas sexuais X e Y. Cada célula germinal contém um único conjunto de 23 cromossomas. Cada célula somática contém um conjunto duplo de cromossomas - um herdado do óvulo da mãe e o outro do esperma do pai. Isto significa que todas as células do corpo contêm duas cópias de cada gene. Estas cópias, que podem ocorrer em versões diferentes (alelos), são ambas utilizadas como modelos para a produção de moléculas de ARN que são depois traduzidas em proteínas. Ambas as cópias do gene podem influenciar a aparência de uma criança (fenótipo). Se uma cópia sofrer uma mutação ou for danificada, a outra geralmente compensa e assume a sua função. Solter e Surani alteraram parcialmente estes princípios básicos da genética clássica quando descobriram que os progenitores dos mamíferos aparentemente transmitem apenas uma cópia ativa de alguns genes aos seus descendentes. "Esta descoberta foi um ponto de viragem na genética moderna", explica o Prof. Thomas Boehm, Presidente do Conselho Científico. Thomas Boehm, Presidente do Conselho Científico. "Mostrou que o nosso fenótipo não é determinado apenas pelo genótipo, mas é também moldado por marcas epigenéticas. Isso mudou fundamentalmente a nossa compreensão da saúde e da doença."
No início da década de 1980, Davor Solter, em Filadélfia (EUA), e Azim Surani, em Cambridge (Reino Unido), propuseram-se - de forma independente e simultânea - resolver um enigma genético fundamental: por que razão não é possível um nascimento virgem (partenogénese) nos mamíferos? Afinal, as fêmeas de formigas, abelhas, lagartos ou caracóis, por exemplo, podem reproduzir-se sem a contribuição de um macho, permitindo que a sua descendência se desenvolva a partir de ovos não fertilizados. Solter e Surani responderam a esta questão aplicando de forma independente uma técnica que Solter tinha desenvolvido e aperfeiçoado anteriormente, nomeadamente o transplante de núcleos de células germinativas. Após a fertilização, os núcleos do óvulo e do espermatozoide permanecem temporariamente separados - nesta fase, são chamados pronúcleos. Solter e Surani substituíram então um dos dois pronúcleos pelo de um dador de outra estirpe de ratinho, gerando embriões com dois pronúcleos maternos ou dois paternos. Inesperadamente, nenhum destes embriões sobreviveu. Nas combinações de dois pronúcleos paternos, os tecidos embrionários desenvolveram-se mal, enquanto os tecidos placentários não foram afectados. Pelo contrário, nas combinações com dois pronúcleos maternos, os tecidos placentários não se desenvolveram normalmente, o que levou à subnutrição do embrião.
Apenas os embriões do grupo de controlo, provenientes de um pronúcleo masculino e um feminino, se desenvolveram em ratinhos saudáveis. Os dois investigadores concluíram que, nos mamíferos, os cromossomas maternos contribuem com informação essencial que falta nos cromossomas paternos - e vice-versa. Ambos os conjuntos de cromossomas parentais devem ser transmitidos na sua totalidade para que a descendência se desenvolva normalmente. Surani cunhou o termo "imprinting genómico" para descrever o fenómeno em que alguns genes são transmitidos de forma ativa apenas pela mãe e outros apenas pelo pai. Pouco tempo depois, os investigadores descobriram que os marcadores moleculares envolvidos no imprinting consistem principalmente em pequenos grupos metilo ligados a uma das quatro bases do ADN.
Sete anos após a descoberta dos dois vencedores do prémio, em 1991, foram identificados os primeiros genes impressos: IGF2R, um gene inibidor do crescimento expresso apenas pelo alelo materno, e IGF2, um gene promotor do crescimento expresso apenas pelo alelo paterno. Isto apoia a ideia de que o imprinting genómico evoluiu como um mecanismo de regulação do crescimento fetal no útero, ajudando a manter um equilíbrio saudável entre os interesses do embrião em crescer e os da mãe em evitar uma contribuição excessiva dos seus próprios recursos corporais. A evolução pode ter introduzido esta estratégia para tornar possível o desenvolvimento uterino nos mamíferos. De facto, a maioria dos genes impressos conhecidos - constituem cerca de um por cento do nosso genoma - estão envolvidos no equilíbrio dos sinais de crescimento e no desenvolvimento do cérebro. Na síndrome de Beckwith-Wiedemann, os processos de crescimento de órgãos individuais tornam-se desequilibrados ou desenvolvem-se assimetricamente durante a embriogénese; a síndrome de Angelmann resulta em graves deficiências neurológicas, enquanto se pensa que outras perturbações do imprinting contribuem para o autismo e a epilepsia. Mesmo nos adultos, os genes impressos continuam a fazer parte de cascatas de sinais que influenciam a saúde e a doença. As perturbações do imprinting genómico adquiridas ao longo da vida estão associadas a doenças como o cancro do cólon, os glioblastomas e os tumores de Wilms (cancro renal pediátrico).
A descoberta do imprinting genómico e a investigação sobre a metilação do ADN abriram a porta a uma epigenética experimentalmente fundamentada. Desde então, milhares de investigadores passaram por esta porta, abrindo e cultivando um campo que se está a revelar muito fértil para a investigação biomédica. Graças ao trabalho pioneiro de Solter e Surani, a epigenética está agora a prosperar como a ciência dos mecanismos biológicos moleculares que regulam a expressão dos genes independentemente de alterações na sua sequência de ADN.
Davor Solter, cidadão americano nascido em 1941, é Diretor Emérito do Departamento de Biologia do Desenvolvimento do Instituto Max Planck de Imunobiologia em Freiburg, Alemanha, que dirigiu de 1991 a 2006. Vive atualmente em Bar Harbor, Maine (EUA) e é Professor Convidado na Universidade Mahidol em Banguecoque, Tailândia, e na Universidade de Zagreb na Croácia.
Azim Surani, cidadão britânico nascido em 1945, é Diretor da Investigação sobre a Linha Germinal e a Epigenética no Instituto Gurdon da Universidade de Cambridge e membro do King's College, em Cambridge.
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