A pandemia da COVID-19 deixou uma coisa clara: as pessoas podem sofrer a mesma infecção de maneiras muito diferentes. Algumas pessoas apresentam sintomas leves, enquanto outras enfrentam doenças graves. Resultados tão generalizados levantam uma questão fundamental. Por que duas pessoas expostas ao mesmo patógeno reagem de maneira tão diferente?
Uma parte importante da resposta reside nas diferenças genéticas (os genes que você herda) e na experiência de vida (seu ambiente, histórico de infecção e vacinação). Esses fatores influenciam o comportamento das células por meio de mudanças químicas sutis chamadas modificações epigenéticas. Estas alterações moleculares ajudam a determinar quais genes estão activos ou silenciosos, moldando a função da célula sem alterar a sequência de ADN subjacente.
Pesquisadores do Instituto Salk criaram agora um catálogo epigenético detalhado que mostra como as características genéticas e as experiências de vida afetam diferentes tipos de células imunológicas de diferentes maneiras. Banco de dados específico do tipo de célula, publicado em Genética da Natureza Artigo publicado em 27 de janeiro de 2026 fornece novos insights sobre por que as respostas imunológicas variam tão amplamente entre os indivíduos. Também aponta para tratamentos futuros que poderiam ser adaptados à biologia única de cada pessoa.
“Nossas células imunológicas carregam um registro molecular de nossos genes e experiências de vida, duas forças que moldam o sistema imunológico de maneiras muito diferentes”, disse o autor sênior Joseph Ecker, Ph.D., presidente da Salk International Genetics Commission e investigador do Howard Hughes Medical Institute. “Este trabalho mostra que infecções e exposições ambientais deixam impressões digitais epigenéticas duradouras que influenciam o comportamento das células imunológicas. Ao abordar esses efeitos célula por célula, podemos começar a vincular fatores de risco genéticos e epigenéticos às células imunológicas específicas onde a doença realmente começa.”
O que é o epigenoma e por que é importante
Cada célula do corpo humano contém o mesmo DNA. No entanto, as células podem ter uma aparência e um comportamento completamente diferentes, dependendo da sua função. Esta diversidade é impulsionada em parte por marcas epigenéticas, pequenas etiquetas moleculares ligadas ao ADN que ajudam a controlar quais os genes que estão ligados ou desligados em cada célula. Todas essas marcas juntas constituem o epigenoma da célula.
Ao contrário do próprio DNA, o epigenoma muda com o tempo. Alguns padrões epigenéticos são fortemente influenciados por diferenças genéticas herdadas, enquanto outros são influenciados por experiências ao longo da vida. As células imunológicas são influenciadas por ambas as forças, mas até agora, os cientistas não sabiam se as mudanças genéticas e epigenéticas baseadas na experiência moldavam as células imunológicas da mesma maneira.
“O debate entre natureza e criação é um debate de longa data na biologia e na sociedade”, disse o co-primeiro autor Wenliang Wang, Ph.D., cientista do laboratório de Ecker. “Em última análise, tanto a herança genética como os factores ambientais afectam-nos, e queremos descobrir como isto se manifesta nas nossas células imunitárias e afecta a nossa saúde”.
Como as experiências de vida deixam assinaturas moleculares nas células imunológicas
Para descobrir os efeitos da genética e da experiência, a equipe analisou amostras de sangue de 110 pessoas de diversas origens. As amostras refletiram uma ampla gama de variações genéticas e exposições ao longo da vida, incluindo gripe; infecções por HIV-1, MRSA, MSSA e SARS-CoV-2; vacinação contra antraz; e exposição a pesticidas organofosforados.
Os cientistas examinaram quatro tipos principais de células imunológicas. As células T e as células B são conhecidas por reter a memória imunológica de longo prazo, enquanto os monócitos e as células assassinas naturais respondem rapidamente às ameaças. Ao comparar os padrões epigenéticos destas células, a equipa construiu um catálogo abrangente de marcas epigenéticas, também conhecidas como regiões diferencialmente metiladas (DMRs), para cada tipo de célula imunitária.
“Descobrimos que variações genéticas associadas a doenças muitas vezes agem alterando a metilação do DNA em tipos específicos de células imunológicas”, disse o coautor Wubin Ding, Ph.D., pesquisador de pós-doutorado no laboratório Ecker. “Ao mapear estas conexões, podemos começar a descobrir quais vias celulares e moleculares podem ser afetadas pelos genes de risco de doenças, o que pode abrir novos caminhos para tratamentos mais direcionados”.
Distinguir entre mudanças epigenéticas hereditárias e causadas pela experiência
Um avanço importante na pesquisa é a capacidade de distinguir entre alterações epigenéticas relacionadas à genética (gDMR) e alterações epigenéticas relacionadas às experiências de vida (eDMR). Os pesquisadores descobriram que os dois tipos de marcas tendiam a aparecer em diferentes partes do epigenoma. As alterações herdadas são mais comuns perto de regiões genéticas estáveis, especialmente em células T e B de vida longa. Em contraste, as mudanças relacionadas com a experiência concentraram-se em regiões de regulação flexível que controlam respostas imunitárias rápidas.
Esses padrões sugerem que a genética ajuda a estabelecer a programação imunológica de longo prazo, enquanto a experiência ajusta as respostas das células imunológicas a situações específicas. Mais pesquisas são necessárias para compreender completamente como esses efeitos influenciam as manifestações imunológicas na saúde e na doença.
“Nosso atlas de células imunológicas da população humana também servirá como um excelente recurso para estudos futuros dos mecanismos de doenças infecciosas e genéticas, incluindo diagnóstico e prognóstico”, disse o coautor Manoj Hariharan, Ph.D., cientista sênior do Laboratório Ecker. “Muitas vezes, quando as pessoas ficam doentes, não podemos determinar imediatamente a causa ou a gravidade subjacente – a assinatura epigenética que desenvolvemos fornece um roteiro para classificar e avaliar estas condições”.
Prever resultados de doenças e personalizar cuidados
Essas descobertas destacam o quanto a genética e a experiência de vida influenciam a identidade das células imunológicas e o comportamento do sistema imunológico. O novo catálogo também fornece um ponto de partida para a concepção de abordagens mais personalizadas de tratamento e prevenção.
À medida que a base de dados cresce com mais amostras de pacientes, poderá ajudar a prever a resposta de um indivíduo a futuras infecções, observou Ek. Por exemplo, se um número suficiente de pacientes com COVID-19 fornecer dados, os investigadores poderão descobrir que os sobreviventes partilham eDMRs protetores. Os médicos podem então analisar as células imunológicas dos pacientes recém-infectados para ver se possuem esse marcador protetor. Se faltarem, os cientistas podem visar vias regulatórias relevantes para melhorar os resultados.
“Nosso trabalho estabelece as bases para o desenvolvimento de estratégias precisas de prevenção de doenças infecciosas”, disse Wang. “Com a COVID-19, a gripe ou muitas outras infecções, à medida que as coortes e os modelos continuam a crescer, poderemos um dia ser capazes de ajudar a prever como alguém responderá a uma infecção, mesmo antes de ser exposto a ela. Em vez disso, podemos usar o seu genoma para prever como a infecção afectará o seu epigenoma, e depois prever como essas mudanças epigenéticas afectarão os seus sintomas.”
Autores e financiamento
Autores adicionais incluem Anna Bartlett, Cesar Barragan, Rosa Castanon, Vince Rothenberg, Haili Song, Joseph Nery, Jordan Altshul, Mia Kenworthy, Hanqing Liu, Wei Tian, Jingtian Zhou, Qourui Zeng e Huaming Chen; Andrew Aldrich, Gingtian Zhou, Qourui Zeng e Huaming Chen; Universidade Duque; Wei Bei e William J. Greenleaf, Universidade de Stanford; Irem B. Gündüz e Fabian Müller, Universidade do Sarre; Todd Norell e Timothy J. Broderick, Instituto de Cognição Humana e Máquina da Flórida; MicChristopher T. McCiling, Universidade Duke e Centro Médico de Assuntos de Veteranos de Durham; Panela Parinya;
Este trabalho foi apoiado pela Agência de Projetos de Pesquisa Avançada de Defesa (N6600119C4022), pelo Escritório de Pesquisa do Exército dos EUA (W911NF-19-2-0185) e pelos Institutos Nacionais de Saúde (P50-HG007 735, UM1-HG009442, UM1-HG009436, 101156R11) e apoio da National Science Foundation (1548562, 1540931, 2005632).
