Este documento descreve um estudo sobre as mutações somáticas que ocorrem em tecidos saudáveis do corpo humano. Os principais achados são: 1) taxas mais altas de mutação foram encontradas em tecidos expostos a fatores ambientais ou com alta taxa de renovação celular; 2) a idade foi o fator mais influente na carga mutacional, especialmente no sangue; 3) perfis de mutação variam entre tecidos e estão associados ao status da cromatina.

1. A paisagem de mutação somática do corpo humano
Garcia et al., 2019
Resenha por Yeimer A. Santiago Guevara
Fronteiras Moleculares em Bioquímica e Fisiología
As mutações genéticas que ocorrem no corpo humano chamadas de "mutações somáticas"
nem sempre estão ligadas ao desenvolvimento de uma doença em si, mas também
desempenham papéis em processos fisiológicos como o envelhecimento. Alguns
trabalhos dão conta da caracterização de genes direcionadores do câncer e de aspectos
que ocorrem dentro da célula tumoral como a interação entre cromatina, arquitetura
nuclear; bem como os fatores cancerígenos e o panorama mutacional. Apesar disso, a
maioria dos estudos focou mais em tecidos tumorais, sendo as mutações que ocorrem em
tecidos saudáveis menos conhecidas.
Diante desse cenário, esta revisão enfoca esse panorama mutacional que ocorre em
tecidos saudáveis (36 tecidos), aproveitando as informações contidas no transcriptoma
humano. Assim, utilizando um método que considera as posições genômicas, os fatores
que influenciam a contagem de mutações por amostra de tecido foram investigados em
primeira instância, mostrando que os tecidos expostos a fatores ambientais mutagênicos
ou aqueles com altas taxas de turnover apresentam maior taxa de mutações. Assim,
tecidos como pele, pulmão, sangue, esôfago, fígado, intestino se destacam, entre outros,
referindo-se àqueles como cérebro, rim, próstata e músculo onde esses indicadores são
baixos. Especificamente, as mutações mais abundantes foram C> T e T> C seguidas por
C> A
Outro achado importante mostrado aqui foi em relação à maneira como alguns fatores
como idade, sexo, etnia e seleção natural acabam influenciando a carga mutacional.
Assim, o fator idade foi o mais influente, sendo mais claramente evidenciado no sangue.
Em relação aos carcinógenos externos, a pele exposta ao sol apresentou maiores mutações
C> T, associadas à radiação UV. Embora o tecido neuronal não seja especialmente
vulnerável a mutações (como mencionado acima), os gânglios da base eram mais
vulneráveis ao envelhecimento em relação a outras áreas do cérebro, correlacionando isso
com doenças neurodegenerativas típicas da idade.
Outros fatores biológicos como sexo e etnia ganharam importância em relação à carga
mutagênica, assim as mulheres apresentaram maiores alterações desse tipo na glândula

2. mamária em relação aos homens, sendo as mutações C> T mais prevalentes em cobaias
brancas expostas ao sol. do que afrodescendentes.
Por outro lado, para investigar o papel da seleção natural nas mutações genéticas, a
variante alélica (VaF) foi examinada dentro de cada amostra onde a mutação foi
observada. Os resultados mostraram que, ao contrário dos tecidos cancerosos, os tecidos
saudáveis apresentaram seleção negativa atuando contra mutações no último exon do
gene.
Outro achado importante mostrado no artigo foi em relação aos perfis de mutação
somática e como eles são específicos do tecido e associados ao status da cromatina. Para
isso, aplicando a ferramenta estatística t-SNE ao conjunto de mutações, foram
encontrados padrões de mutação específicos do tecido, sendo baço, sangue, pele, fígado
e mucosa esofágica onde foi observada maior coerência; sugerindo assim que a paisagem
de mutação somática do genoma transcrito é amplamente definida pelo tecido de origem,
o que levou os pesquisadores a hipotetizar se a cromatina teria um papel fundamental
nesta questão. Para fazer isso usando medições de 5 modificações de histonas medidas
em vários tecidos pelo Roadmap Epigenomics Project, foi sugerido que essas associações
entre a cromatina e as taxas de mutação no corpo humano são altamente prevalentes e
surgem antes do desenvolvimento do câncer.
Tendo em vista que as mutações do câncer tendem a ocorrer preferencialmente em uma
cadeia de DNA, seja referente à transcrição ou replicação do DNA, foi demonstrado aqui
que as assimetrias da cadeia mutacional são generalizadas e variam entre os indivíduos,
sendo mais fortes para mutações C> A, estando correlacionadas entre diferentes tecidos
a mesma pessoa, o que sugere um fator comum que os induz especificamente na fita
transcrita e que até agora é desconhecida, podendo ser intrínseco ou extrínseco ou uma
combinação dos dois. Além disso, descobriu-se que as amostras de sangue apresentavam
maiores assimetrias C> T e T> C, mostrando que o número de células NK (natural killer)
em repouso e de linfócitos T CD8 + apresentaram as maiores associações com extensão
de ambas as assimetrias.
Buscando explorar os fatores celulares subjacentes ao aumento da carga de mutação
somática em tecidos saudáveis, os pesquisadores realizaram uma pesquisa imparcial em
nível de tecido para genes cuja expressão estava associada (positiva ou negativamente)
com a carga mutacional em todo o exoma. Descobriu-se que várias vias de reparo de DNA
contribuem para mutagênicos. Assim, foi demonstrado que a expressão gênica envolve
vias associadas à carga de mutação genética. A fim de aprofundar esses resultados, genes
envolvidos no reparo de quebra de fita dupla (DSB), reparo de erros (MMR), reparo de
excisão de nucleotídeos (NER), reparo de excisão de base (BER) foram analisados.
Assim, observou-se que o silenciamento do gene MLH1 contribui para o
desenvolvimento e mutagênese do câncer, mostrando um panorama complexo onde a
carga mutacional em tecidos saudáveis está associada a uma variedade de funções
celulares.

3. .
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A fim de avaliar até que ponto as mutações associadas ao câncer existem em estágios
anteriores ao desenvolvimento do câncer, calculamos o enriquecimento de todas as
mutações relacionadas ao câncer COSMIC no mapa de mutações de interesse dos
pesquisadores. Assim, foi demonstrado que os genes direcionados ao câncer são
enriquecidos por mutações sob seleção positiva em tecidos saudáveis, fato corroborado
mais uma vez em peles que expostas ao sol apresentaram o maior nível de sobreposição.
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Usando o mesmo catálogo de mutações COSMIC, foi mostrado que os VAFs das
mutações associadas ao câncer foram significativamente maiores do que aquelas não
associadas ao câncer. sugerindo que as mutações associadas ao câncer frequentemente
aumentam as taxas de proliferação celular (e, portanto, VAFs). Outras mutações
oncogênicas, como RHOA e RAC1, tiveram mutações oncogênicas em seus domínios
Ras. Esses resultados mostram que as mutações são enriquecidas em tecidos saudáveis e
aumentam a proliferação celular muito antes de qualquer câncer ser visto.
Por fim, os autores concluem que estamos diante de um panorama complexo de mutações
somáticas em todo o corpo humano, que se tornam mais evidentes em determinados
tecidos sob determinadas condições ambientais e biológicas; até sugerindo a possibilidade
de um "estado de pré-câncer" em tecidos saudáveis que pode até contribuir para o
envelhecimento. Por outro lado, este método desenvolvido pelos autores para inferir
mutações somáticas pode contribuir para a abordagem do envelhecimento e de múltiplas
doenças.