Métodos Modernos em Pesquisa do Envelhecimento: De Camundongos de Laboratório a Cães de Companhia

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• Organismos-Modelo na Pesquisa do Envelhecimento
• Camundongos de Laboratório como Padrão-Ouro
• Cães de Companhia como Modelo Poderoso
• A Infraestrutura do Projeto de Envelhecimento Canino
• Dieta e Nutrição em Cães Idosos
• Frequência Alimentar e Desfechos de Saúde
• Transcrição Completa

Organismos-Modelo na Pesquisa do Envelhecimento

O Dr. Matt Kaeberlein, MD, PhD, oferece uma visão geral dos métodos empregados na pesquisa moderna do envelhecimento. A área depende fortemente de um grupo central de organismos-modelo, frequentemente chamado de "Conselho de Segurança da Biologia". Cerca de 90% do trabalho pré-clínico é realizado em leveduras em brotamento, vermes nematoides (C. elegans), moscas-da-fruta e camundongos de laboratório. Esses modelos apresentam vantagens distintas, como a expectativa de vida incrivelmente curta de três semanas do C. elegans, que possibilita a realização de milhares de experimentos.

Camundongos de Laboratório como Padrão-Ouro

O Dr. Matt Kaeberlein, MD, PhD, aponta os camundongos de laboratório como o padrão-ouro atual para estudos pré-clínicos de envelhecimento, em grande parte devido ao seu uso extensivo ao longo de décadas. Um avanço significativo foi a disponibilidade comercial de roedores idosos. Agora, os pesquisadores podem adquirir camundongos idosos em vez de manter colônias por anos. Essa mudança ampliou consideravelmente a capacidade de realizar estudos de expectativa de vida e saúde em camundongos. No entanto, o Dr. Kaeberlein observa que isso pode ocorrer em detrimento da exploração do envelhecimento em outros sistemas-modelo valiosos.

Cães de Companhia como Modelo Poderoso

O Dr. Matt Kaeberlein, MD, PhD, demonstra entusiasmo particular pelo estudo do envelhecimento em cães de companhia. Cães de estimação envelhecem cerca de sete vezes mais rápido que os humanos, permitindo que estudos sejam concluídos em prazos viáveis. Crucialmente, eles compartilham o ambiente humano, vivenciando variações ambientais semelhantes. Essa é uma grande vantagem em relação aos camundongos de laboratório, criados em instalações controladas e livres de patógenos. O Dr. Kaeberlein acredita que isso torna os cães um modelo poderoso para entender como o ambiente impacta o envelhecimento biológico.

A Infraestrutura do Projeto de Envelhecimento Canino

Uma iniciativa-chave discutida pelo Dr. Kaeberlein é o Projeto de Envelhecimento Canino. Este estudo longitudinal visa construir a infraestrutura para usar cães de companhia na pesquisa do envelhecimento. O projeto recrutou aproximadamente 34.000 cães em seu componente principal. Os tutores preenchem um questionário abrangente sobre a saúde e as experiências de vida de seus animais. Essa coleta de dados captura histórico de saúde, ambiente doméstico e padrões alimentares. O objetivo é compreender os determinantes genéticos e ambientais do envelhecimento saudável em cães.

Dieta e Nutrição em Cães Idosos

Em sua conversa com o Dr. Anton Titov, MD, o Dr. Kaeberlein aborda o papel da dieta no envelhecimento canino. Ele esclarece que, embora as dietas caninas no mundo ocidental não sejam idênticas às humanas, há variação significativa. Os cães recebem diferentes formulações, incluindo ração seca, comida úmida, dietas prescritas e alimentação crua. Essa diversidade, embora não tão ampla quanto a humana, oferece a oportunidade de estudar o impacto da dieta. Representa um avanço em relação às dietas altamente refinadas e controladas dadas aos roedores de laboratório.

Frequência Alimentar e Desfechos de Saúde

O Dr. Matt Kaeberlein, MD, PhD, compartilha dados convincentes do Projeto de Envelhecimento Canino sobre frequência alimentar. A análise da grande coorte revelou uma correlação impressionante: cães alimentados apenas uma vez ao dia apresentaram menor incidência de diagnósticos em dez categorias de doenças relacionadas à idade. Para seis dessas categorias, os efeitos foram expressivos e estatisticamente significativos. O Dr. Kaeberlein ressalta que isso indica correlação, não necessariamente causalidade. No entanto, ilustra de forma poderosa como estudar cães de companhia pode gerar hipóteses importantes sobre nutrição e envelhecimento.

Transcrição Completa

Dr. Anton Titov, MD: Mas, se dermos um passo atrás e abordarmos os métodos da pesquisa moderna do envelhecimento, porque existem vários organismos-modelo, como se costuma dizer, o "Conselho de Segurança da Biologia". Como a pesquisa moderna do envelhecimento está sendo conduzida? Talvez você possa dar uma visão geral.

Dr. Matt Kaeberlein, MD: Eu diria que os camundongos de laboratório ainda são o padrão-ouro para estudos pré-clínicos. Isso se deve em parte ao uso extensivo desse modelo nas últimas décadas e à disponibilidade dos animais.

Uma mudança importante nos últimos cinco ou dez anos foi a disponibilidade comercial de roedores idosos para estudos experimentais. Antes, era difícil realizar pesquisas sobre envelhecimento, expectativa de vida e saúde em camundongos, porque era necessário começar três anos antes para ter animais velhos o suficiente. Agora, é possível comprar camundongos idosos do Jackson Laboratory, o que facilitou muito a expansão dos estudos de envelhecimento em modelos pré-clínicos.

Outra consequência, porém, é que ainda mais pesquisadores estão usando camundongos, talvez em detrimento da exploração de outros sistemas-modelo.

Os modelos animais clássicos para pesquisa do envelhecimento são leveduras em brotamento, o verme nematoide C. elegans, moscas-da-fruta e camundongos. Acredito que 90% do trabalho pré-clínico na área ainda é feito nesses modelos. O killifish está emergindo como um novo modelo vertebrado interessante, mas ainda é usado por um número relativamente pequeno de pesquisadores.

Há outros modelos mais esotéricos, como o rato-toupeira-pelado, estudado há muitos anos por alguns grupos. Mas, novamente, isso é uma minoria na área, pois é difícil realizar experimentos em um animal que vive 30 anos.

Essa é a genialidade de modelos como o C. elegans, que envelhece e morre em três semanas. É possível realizar milhares de experimentos em um prazo viável. Isso não é factível em camundongos, muito menos em um rato-toupeira-pelado que vive 30 ou 40 anos. É uma questão de equilíbrio.

Outro modelo animal relevante é o sagui, um primata não humano. Alguns laboratórios estudam o envelhecimento nesses animais. Uma vantagem sobre primatas maiores é que sua expectativa de vida gira em torno de 10 a 20 anos.

Uma desvantagem é que não sabemos ao certo sua expectativa de vida em cativeiro. Acho que tem sido um desafio para os pesquisadores, pois inicialmente se pensava que saguis viviam apenas dez anos, mas provavelmente vivem mais. Veremos se o sagui se consolida como um modelo útil de primata não humano.

E, claro, o animal pelo qual tenho particular interesse e entusiasmo em entender a biologia do envelhecimento é o cão de companhia. Cães de estimação são fascinantes para estudar o envelhecimento biológico por várias razões.

Duas delas são especialmente relevantes: eles envelhecem rapidamente. Todos conhecem a ideia de que um ano humano equivale a cerca de sete anos caninos. Isso significa que os cães envelhecem aproximadamente sete vezes mais rápido que as pessoas. Claro, não é uma equivalência biológica exata, mas é próxima.

Isso permite realizar estudos para entender os determinantes genéticos e ambientais do envelhecimento saudável em cães em prazos viáveis.

Outra característica importante é que eles compartilham o ambiente humano. Já conversamos sobre como a maioria dos estudos com camundongos é feita em instalações controladas e livres de patógenos, com pouca variação ambiental.

Cães vivenciam quase toda a variação ambiental que as pessoas experimentam. Do ponto de vista de entender o papel do ambiente no envelhecimento biológico, acho que cães de companhia são um modelo particularmente poderoso.

E, talvez o mais importante, as pessoas amam seus cães. Eu sou um amante de cães. Adoro meu cachorro. Se formos capazes de entender o processo de envelhecimento em cães e potencialmente modificar esse processo para dar a eles anos extras de vida saudável, isso tem um valor intrínseco significativo, tanto para a qualidade de vida do cão quanto do humano.

Por essas razões, acredito que cães de companhia oferecem grande valor para a área na compreensão da biologia do envelhecimento. Estamos ativamente construindo a infraestrutura que permitirá usar o cão de companhia para estudar a biologia do envelhecimento.

Dr. Anton Titov, MD: Então, sim, cães são muito interessantes. Mas considerando a importância da dieta em doenças humanas e suas interações, parece que a dieta dos cães de companhia, pelo menos no mundo ocidental, é bastante controlada, padronizada e otimizada. E comida humana não é recomendada para cães. Obviamente, em outras partes do mundo, a situação é diferente. Como você vê essa comparação? Esse fator dieta estaria essencialmente removido do ambiente?

Dr. Matt Kaeberlein, MD: É uma boa pergunta. Alguns pontos: acho que você está certo que, no mundo ocidental, a maioria dos cães de companhia não come uma dieta comparável à humana, pelo menos em termos de composição específica. Muitos, talvez a maioria, recebem alguma comida humana ocasionalmente.

Mas outro aspecto é que você mencionou que a dieta é bem controlada e otimizada em cães de companhia, e eu diria que não é o caso. Existem várias dietas que as pessoas oferecem a seus animais. Mesmo considerando apenas as principais marcas, há dezenas de formulações diferentes: cordeiro e arroz, frango, ração seca, comida úmida, dietas prescritas, óleos de peixe.

Há, na verdade, muita variação na dieta que os cães recebem, incluindo muitas pessoas que agora adotam a alimentação crua. Eles não consomem a mesma diversidade de alimentos que os humanos, mas há uma diversidade comparável.

Acredito que, com uma população suficientemente grande de cães e dados sobre sua dieta, é possível fazer análises correlacionais para entender se a composição da dieta impacta os desfechos de saúde durante o envelhecimento.

Ninguém argumentaria que cães são um modelo perfeito para o envelhecimento humano. O único modelo perfeito serão os humanos. Mas, nesse sentido, acho que ainda é um avanço em relação aos roedores de laboratório, que quase exclusivamente recebem dietas muito refinadas e controladas.

Portanto, acredito que cães de companhia podem capturar a diversidade dietética de forma bastante abrangente, o que pode nos dar insights sobre o papel da dieta no envelhecimento saudável.

Outro aspecto observável em cães de companhia é quanto comem: a ingestão calórica e a frequência alimentar. Com que frequência os cães são alimentados?

Analisamos recentemente a frequência alimentar em relação aos desfechos de saúde no envelhecimento como parte do Projeto de Envelhecimento Canino. Um componente do projeto é um estudo longitudinal no qual recrutamos cerca de 34.000 cães para o "Dog Aging Project Pack", que é o núcleo do estudo.

Para incluir os cães no Pack, os tutores preenchem um questionário abrangente que captura histórico de saúde, ambiente doméstico, padrões alimentares e outros aspectos. É uma pesquisa detalhada sobre saúde e experiências de vida.

Uma das perguntas é: com que frequência você alimenta seu cão? Como esperado, alguns oferecem alimentação ad libitum, com acesso constante à comida. Outros alimentam três vezes ao dia, duas vezes, ou uma vez.

A frequência mais comum, pelo menos nos EUA, parece ser duas vezes ao dia. Mais da metade dos tutores em nossa coorte alimentava seus cães duas vezes ao dia, mas uma fração significativa os alimentava uma vez ao dia.

Fizemos uma pergunta simples: ao comparar cães alimentados uma vez ao dia com os alimentados mais de uma vez, dividimos em dois grupos. Em seguida, verificamos a frequência de diagnóstico de doenças relacionadas à idade nesses grupos.

O resultado foi marcante: nos cães alimentados uma vez ao dia, houve menor frequência de diagnósticos em dez categorias de desfechos funcionais ou doenças relacionadas à idade. Em seis dessas categorias, os efeitos foram expressivos e estatisticamente significativos.

É um sinal forte e sugestivo. Sem dúvida, há uma correlação entre muitos desfechos de saúde relacionados à idade e a frequência alimentar em cães. Isso não prova causalidade, e há explicações potenciais, como talvez cães alimentados uma vez ao dia tenham menor probabilidade de obesidade.

Mas acredito que isso ilustra o poder de ter um grande número de cães de companhia, com dados sobre algo simples como frequência alimentar e diagnósticos. Assim, é possível fazer perguntas abrangentes, gerar hipóteses e investigar questões mais mecanísticas no futuro.

Então, novamente, foi uma resposta um tanto longa, mas acredito que os cães podem nos dizer algo sobre o impacto da nutrição no envelhecimento.