How early life experience is written into DNA | Moshe Szyf

Tradutor: Ana Silva Revisora: Margarida Ferreira

So it all came to life

Tudo começou

in a dark bar in Madrid.

num bar em Madrid.

I encountered my colleague from McGill, Michael Meaney.

Encontrei o meu colega da universidade de McGill, Michael Meaney.

And we were drinking a few beers,

Estávamos a beber umas cervejas,

and like scientists do,

e como os cientistas fazem,

he told me about his work.

ele falou-me do seu trabalho.

And he told me that he is interested in how mother rats lick their pups

Disse-me que está interessado em como as mães dos ratos lambem as suas crias

after they were born.

depois de elas nascerem.

And I was sitting there and saying,

Eu estava sentado e disse:

"This is where my tax dollars are wasted --

"Então, é nisto que o dinheiro dos meus impostos é desperdiçado...

(Laughter)

(Risos)

on this kind of soft science."

... neste tipo de ciência de cordel."

And he started telling me

Ele começou a dizer-me

that the rats, like humans,

que os ratos, tal como os seres humanos,

lick their pups in very different ways.

lambem as suas crias de diferentes modos.

Some mothers do a lot of that,

Algumas progenitoras lambem muito,

some mothers do very little,

outras lambem muito pouco,

and most are in between.

e a maior parte estão entre umas e outras.

But what's interesting about it

Mas o que é interessante nisto

is when he follows these pups when they become adults --

é quando ele segue estas crias, quando elas se tornam adultas

like, years in human life, long after their mother died.

— como anos na vida humana —

muito depois de as suas progenitoras terem morrido.

They are completely different animals.

São animais completamente diferentes.

The animals that were licked and groomed heavily,

Os animais que foram muito lambidos e acarinhados,

the high-licking and grooming,

os que lambiam muito e acarinhavam

are not stressed.

não são ansiosos.

They have different sexual behavior.

Têm um comportamento sexual diferente.

They have a different way of living

Têm um modo de vida diferente

than those that were not treated as intensively by their mothers.

do que aqueles que não foram tão bem tratados pelas suas progenitoras.

So then I was thinking to myself:

Pensei para mim próprio:

Is this magic?

Será magia?

How does this work?

Como é que isto funciona?

As geneticists would like you to think,

Como os geneticistas gostam que pensemos,

perhaps the mother had the "bad mother" gene

talvez a progenitora tivesse o gene da "progenitora má"

that caused her pups to be stressful,

que fez com que as suas crias fossem ansiosas,

and then it was passed from generation to generation;

e foi, depois, passado de geração em geração.

it's all determined by genetics.

É tudo determinado pela genética.

Or is it possible that something else is going on here?

Ou será possível que algo mais esteja a acontecer aqui?

In rats, we can ask this question and answer it.

Nos ratos, podemos fazer esta pergunta e responder-lhe.

So what we did is a cross-fostering experiment.

Então, fizemos uma experiência de adopção cruzada.

You essentially separate the litter, the babies of this rat, at birth,

Separámos a ninhada, os bebés deste rato, à nascença,

to two kinds of fostering mothers --

em dois tipos de progenitoras adoptivas

not the real mothers, but mothers that will take care of them:

— não as reais, mas progenitoras que vão tomar conta deles:

high-licking mothers and low-licking mothers.

progenitoras que lambem muito e outras que lambem pouco.

And you can do the opposite with the low-licking pups.

Podemos fazer o contrário com as crias que lambem pouco.

And the remarkable answer was,

A resposta extraordinária foi

it wasn't important what gene you got from your mother.

que não era importante o gene que se recebe da progenitora.

It was not the biological mother that defined this property of these rats.

Não é a progenitora biológica que define a característica destes ratos.

It is the mother that took care of the pups.

É a progenitora que tomou conta das crias.

So how can this work?

Como é que isto funciona?

I am an a epigeneticist.

Sou epigeneticista.

I am interested in how genes are marked

Estou interessado em como os genes são marcados

by a chemical mark

por um marcador químico

during embryogenesis, during the time we're in the womb of our mothers,

durante a embriogénese, durante o tempo em que estamos no ventre das nossas mães,

and decide which gene will be expressed

e que decide quais os genes que são expressos, em que tecido.

in what tissue.

Different genes are expressed in the brain than in the liver and the eye.

Diferentes genes são expressos no cérebro, no fígado e nos olhos.

And we thought: Is it possible

E pensámos: será possível

that the mother is somehow reprogramming the gene of her offspring

que a progenitora esteja, de algum modo, a reprogramar os genes das suas crias

through her behavior?

através do seu comportamento?

And we spent 10 years,

Investigámos durante 10 anos

and we found that there is a cascade of biochemical events

e descobrimos que há uma cascata de acontecimentos bioquímicos

by which the licking and grooming of the mother, the care of the mother,

através dos quais as lambidelas da mãe, os cuidados da mãe,

is translated to biochemical signals

são traduzidos em sinais bioquímicos

that go into the nucleus and into the DNA

que entram no núcleo e no ADN

and program it differently.

e o programam de maneira diferente.

So now the animal can prepare itself for life:

O animal pode preparar-se para a vida.

Is life going to be harsh?

A vida vai ser complicada?

Is there going to be a lot of food?

Vai haver muita comida?

Are there going to be a lot of cats and snakes around,

Vai haver muitos gatos e cobras,

or will I live in an upper-class neighborhood

ou vou viver num bairro de classe alta

where all I have to do is behave well and proper,

onde tudo o que tenho de fazer é portar-me bem,

and that will gain me social acceptance?

e isso vai dar-me aceitação social?

And now one can think about how important that process can be

Agora podemos pensar sobre o quão importante este processo pode ser

for our lives.

para a nossa vida.

We inherit our DNA from our ancestors.

Herdamos o ADN dos nossos antepassados.

The DNA is old.

O ADN é antigo.

It evolved during evolution.

Evoluiu ao longo do tempo.

But it doesn't tell us if you are going to be born in Stockholm,

Mas não nos diz se vamos nascer em Estocolmo,

where the days are long in the summer and short in the winter,

onde os dias são longos no verão e curtos no inverno,

or in Ecuador,

ou no Equador,

where there's an equal number of hours for day and night all year round.

onde o dia e a noite têm o mesmo número de horas, durante todo o ano.

And that has such an enormous [effect] on our physiology.

Isto tem um grande efeito na nossa fisiologia.

So what we suggest is, perhaps what happens early in life,

O que sugerimos é, talvez o que acontece cedo na vida,

those signals that come through the mother,

esses sinais, que nos são enviados através da progenitora,

tell the child what kind of social world you're going to be living in.

dizem à cria em que tipo de mundo social vão viver.

It will be harsh, and you'd better be anxious and be stressful,

Vai ser complicado, e é melhor sermos ansiosos e angustiados,

or it's going to be an easy world, and you have to be different.

ou vai ser fácil, e temos de ser diferentes.

Is it going to be a world with a lot of light or little light?

Vai ser um mundo com muita ou pouca luz?

Is it going to be a world with a lot of food or little food?

Vai ser um mundo com muita ou pouca comida?

If there's no food around,

Se não há comida,

you'd better develop your brain to binge whenever you see a meal,

é melhor desenvolver o cérebro para comer muito quando há uma refeição,

or store every piece of food that you have as fat.

ou guardar todos os bocados de comida que temos sob a forma de gordura.

So this is good.

Isto é bom.

Evolution has selected this

A evolução seleccionou isto

to allow our fixed, old DNA to function in a dynamic way

para permitir que o nosso antigo ADN funcione de modo dinâmico

in new environments.

em novos ambientes.

But sometimes things can go wrong;

Mas, às vezes, as coisas podem correr mal.

for example, if you're born to a poor family

Por exemplo, se nascermos numa família pobre

and the signals are, "You better binge,

e os sinais forem: "é melhor comeres muito,

you better eat every piece of food you're going to encounter."

"é melhor comeres toda a comida que encontrares."

But now we humans and our brain have evolved,

Mas em nós, os seres humanos, o nosso cérebro evoluiu,

have changed evolution even faster.

a evolução tornou-se ainda mais rápida.

Now you can buy McDonald's for one dollar.

Podemos comprar McDonald's por um dólar.

And therefore, the preparation that we had by our mothers

Por isso, a preparação que as nossas mães nos deram

is turning out to be maladaptive.

está a tornar-se desajustada.

The same preparation that was supposed to protect us from hunger and famine

A mesma preparação que é suposto proteger-nos da fome e da escassez

is going to cause obesity,

vai causar obesidade,

cardiovascular problems and metabolic disease.

problemas cardiovasculares e doenças metabólicas.

So this concept that genes could be marked by our experience,

Este conceito de que os genes podem ser marcados pela nossa experiência,

and especially the early life experience,

e especialmente a experiência no início de vida,

can provide us a unifying explanation

pode dar-nos uma explicação consistente

of both health and disease.

da saúde e da doença.

But is true only for rats?

Mas será verdade só para os ratos?

The problem is, we cannot test this in humans,

O problema é que não podemos testar isto nos seres humanos,

because ethically, we cannot administer child adversity in a random way.

porque eticamente não podemos colocar uma criança num ambiente adverso.

So if a poor child develops a certain property,

Se uma criança pobre desenvolve uma certa característica,

we don't know whether this is caused by poverty

não sabemos se ela é devida à pobreza

or whether poor people have bad genes.

ou se as pessoas pobres têm maus genes.

So geneticists will try to tell you that poor people are poor

Os geneticistas vão tentar dizer-nos que os pobres são pobres

because their genes make them poor.

porque os seus genes fazem-nos pobres.

Epigeneticists will tell you

Os epigeneticistas vão dizer-nos

poor people are in a bad environment or an impoverished environment

que as pessoas pobres estão num mau ambiente ou num ambiente empobrecido

that creates that phenotype, that property.

que cria esse fenótipo, essa característica.

So we moved to look into our cousins, the monkeys.

Então, fomos ver nos nossos primos, os macacos.

My colleague, Stephen Suomi, has been rearing monkeys

O meu colega, Stephen Suomi, tem criado macacos

in two different ways:

de dois modos diferentes.

randomly separated the monkey from the mother

Aleatoriamente, separou o macaco da sua progenitora

and reared her with a nurse

e criou-o com uma ama

and surrogate motherhood conditions.

e condições de maternidade substituta.

So these monkeys didn't have a mother; they had a nurse.

Estes macacos não tiveram uma progenitora; tiveram uma ama.

And other monkeys were reared with their normal, natural mothers.

Outros macacos foram criados com as suas mães biológicas.

And when they were old, they were completely different animals.

Quando cresceram, eram animais completamente diferentes.

The monkeys that had a mother did not care about alcohol,

Os macacos que tiveram uma progenitora não se interessavam pelo álcool,

they were not sexually aggressive.

não eram sexualmente agressivos.

The monkeys that didn't have a mother were aggressive, were stressed

Os macacos que não tiveram progenitora eram agressivos e ansiosos

and were alcoholics.

e eram alcoólicos.

So we looked at their DNA early after birth, to see:

Observámos o seu ADN, logo depois do nascimento, para ver:

Is it possible that the mother is marking?

É possível que a progenitora esteja a marcar?

Is there a signature of the mother in the DNA of the offspring?

Haverá uma assinatura da progenitora no ADN que passe para a descendência?

These are Day-14 monkeys,

Estes são macacos com 14 dias.

and what you see here is the modern way by which we study epigenetics.

Vemos aqui a forma moderna como estudamos a epigenética.

We can now map those chemical marks, which we call methylation marks,

Podemos mapear estes marcadores químicos, a que chamamos marcadores de metilação,

on DNA at a single nucleotide resolution.

no ADN, com resolução de um só nucleótido.

We can map the entire genome.

Podemos mapear todo o genoma.

We can now compare the monkey that had a mother or not.

Podemos comparar o macaco que teve progenitora com o que não teve.

And here's a visual presentation of this.

Esta é uma apresentação visual disso.

What you see is the genes that got more methylated are red.

Vemos os genes que foram mais metilados a vermelho.

The genes that got less methylated are green.

Os genes que foram menos metilados a verde.

You can see many genes are changing,

Podem ver que muitos genes estão a mudar,

because not having a mother is not just one thing --

porque não ter uma progenitora não é apenas uma coisa,

it affects the whole way;

afecta tudo.

it sends signals about the whole way your world is going to look

Envia sinais sobre como vai ser o mundo

when you become an adult.

quando nos tornarmos adultos.

And you can see the two groups of monkeys

Vemos os dois grupos de macacos

extremely well-separated from each other.

extremamente bem separados uns dos outros.

How early does this develop?

Quão cedo é que isto se desenvolve?

These monkeys already didn't see their mothers,

Estes macacos não viram as suas progenitoras,

so they had a social experience.

por isso tiveram uma experiência social.

Do we sense our social status, even at the moment of birth?

Sentimos o nosso estatuto social, mesmo no momento em que nascemos?

So in this experiment, we took placentas of monkeys

Nesta experiência, tirámos placentas de macacos

that had different social status.

que tinham diferentes estatutos sociais.

What's interesting about social rank is that across all living beings,

O que é interessante na classificação social é que todos os seres vivos

they will structure themselves by hierarchy.

se vão estruturar por hierarquia.

Monkey number one is the boss;

O macaco número um é o chefe,

monkey number four is the peon.

o macaco número quatro é o camponês.

You put four monkeys in a cage,

Se pusermos quatro macacos numa jaula,

there will always be a boss and always be a peon.

haverá sempre um chefe e um camponês.

And what's interesting is that the monkey number one

O que é interessante é que o macaco número um

is much healthier than monkey number four.

é muito mais saudável que o número quatro.

And if you put them in a cage,

E se os pusermos numa jaula,

monkey number one will not eat as much.

o macaco número um não vai comer muito.

Monkey number four will eat [a lot].

O macaco número quatro vai comer muito.

And what you see here in this methylation mapping,

Vemos aqui neste mapeamento da metilação,

a dramatic separation at birth

uma separação drástica no nascimento

of the animals that had a high social status

dos animais que tinham um alto estatuto social

versus the animals that did not have a high status.

em comparação com os animais que não o tinham.

So we are born already knowing the social information,

Nascemos já com conhecimento das informações sociais,

and that social information is not bad or good,

e essas informações sociais não são más ou boas,

it just prepares us for life,

apenas nos preparam para a vida,

because we have to program our biology differently

porque temos de programar a nossa biologia de modo diferente

if we are in the high or the low social status.

se tivermos um estatuto social baixo ou alto.

But how can you study this in humans?

Mas como podemos estudar isto nos seres humanos?

We can't do experiments, we can't administer adversity to humans.

Não podemos fazer experiências, colocá-los em ambientes adversos.

But God does experiments with humans,

Mas Deus faz experiências com os seres humanos,

and it's called natural disasters.

e chamamos-lhes desastres naturais.

One of the hardest natural disasters in Canadian history

Um dos piores desastres naturais na história do Canadá

happened in my province of Quebec.

aconteceu na minha terra, Quebeque.

It's the ice storm of 1998.

Foi a tempestade de gelo de 1998.

We lost our entire electrical grid because of an ice storm

Perdemos toda a rede eléctrica devido à tempestade

when the temperatures were, in the dead of winter in Quebec,

quando as temperaturas eram, em pleno inverno no Quebeque,

minus 20 to minus 30.

entre 20 a 30 graus negativos.

And there were pregnant mothers during that time.

Havia mães grávidas durante essa época.

And my colleague Suzanne King followed the children of these mothers

A minha colega Suzanne King seguiu as crianças dessas mães

for 15 years.

durante 15 anos.

And what happened was, that as the stress increased --

O que aconteceu foi, à medida que o "stress" aumentou

and here we had objective measures of stress:

— tínhamos medidas objectivas de "stress":

How long were you without power? Where did you spend your time?

Quanto tempo ficaram sem electricidade? Onde passaram o tempo?

Was it in your mother-in-law's apartment or in some posh country home?

Foi no apartamento da sogra ou numa casa luxuosa no campo?

So all of these added up to a social stress scale,

Tudo isto somado à escala do "stress" social

and you can ask the question:

podemos perguntar:

How did the children look?

Como estavam as crianças?

And it appears that as stress increases,

Parece que, à medida que o "stress" aumenta,

the children develop more autism,

as crianças desenvolvem mais autismo,

they develop more metabolic diseases

mais doenças metabólicas

and they develop more autoimmune diseases.

e mais doenças auto-imunes.

We would map the methylation state,

Fizemos o mapeamento do estado de metilação,

and again, you see the green genes becoming red as stress increases,

e vemos os genes verdes a tornarem-se vermelhos, à medida que o "stress" aumenta,

the red genes becoming green as stress increases,

os genes vermelhos a tornarem-se verdes à medida que o "stress" aumenta,

an entire rearrangement of the genome in response to stress.

um total rearranjo do genoma, como resposta ao "stress".

So if we can program genes,

Se conseguimos programar genes,

if we are not just the slaves of the history of our genes,

se não somos apenas os escravos da história dos nossos genes,

that they could be programmed, can we deprogram them?

que podem ser programados, como podemos desprogramá-los?

Because epigenetic causes can cause diseases like cancer,

Porque as causas epigenéticas podem resultar em doenças como o cancro,

metabolic disease

as doenças metabólicas

and mental health diseases.

e as doenças mentais.

Let's talk about cocaine addiction.

Vamos falar do vício da cocaína.

Cocaine addiction is a terrible situation

O vício da cocaína é uma situação terrível

that can lead to death and to loss of human life.

que pode levar à morte e à perda da vida humana.

We asked the question:

Perguntámos:

Can we reprogram the addicted brain

Podemos reprogramar um cérebro viciado

to make that animal not addicted anymore?

para fazer com que esse animal deixe de estar viciado?

We used a cocaine addiction model

Usámos um modelo viciado em cocaína

that recapitulates what happens in humans.

que reconstitui o que acontece nos seres humanos.

In humans, you're in high school,

Estamos na escola secundária,

some friends suggest you use some cocaine,

alguns amigos sugerem que consumamos cocaína

you take cocaine, nothing happens.

consumimos cocaína e nada acontece.

Months pass by, something reminds you of what happened the first time,

Passam-se meses, algo nos faz lembrar o que aconteceu na primeira vez,

a pusher pushes cocaine,

um vendedor de droga vende-nos cocaína,

and you become addicted and your life has changed.

tornamo-nos viciados e a nossa vida muda.

In rats, we do the same thing.

Nos ratos, fazemos o mesmo.

My colleague, Gal Yadid,

O meu colega, Gal Yadid,

he trains the animals to get used to cocaine,

treina os animais a habituarem-se à cocaína,

then for one month, no cocaine.

e depois durante um mês, não há cocaína.

Then he reminds them of the party when they saw the cocaine the first time

Depois lembra-lhes quando viram cocaína pela primeira vez,

by cue, the colors of the cage when they saw cocaine.

através de um sinal, as cores da jaula quando viram cocaína.

And they go crazy.

Eles ficam loucos.

They will press the lever to get cocaine

Pressionam a alavanca para terem cocaína

until they die.

até morrerem.

We first determined that the difference between these animals

Primeiro, determinámos que a diferença entre estes animais

is that during that time when nothing happens,

é que, durante o tempo que nada acontece,

there's no cocaine around,

não há cocaína por perto,

their epigenome is rearranged.

o seu epigenoma é rearranjado.

Their genes are re-marked in a different way,

Os seus genes são remarcados de modo diferente,

and when the cue comes, their genome is ready

e quando o sinal aparece, o seu genoma está pronto

to develop this addictive phenotype.

para desenvolver este fenótipo aditivo.

So we treated these animals with drugs that either increase DNA methylation,

Tratámos estes animais com drogas que aumentavam a metilação do ADN,

which was the epigenetic marker to look at,

que era o marcador epigenético a observar,

or decrease epigenetic markings.

ou diminuíam as marcações epigenéticas.

And we found that if we increased methylation,

Descobrimos que, se aumentássemos a metilação,

these animals go even crazier.

estes animais ficavam ainda mais loucos.

They become more craving for cocaine.

Precisavam ainda mais de cocaína.

But if we reduce the DNA methylation,

Mas se reduzíssemos a metilação do ADN,

the animals are not addicted anymore.

estes animais deixavam de estar viciados.

We have reprogrammed them.

Reprogramámo-los.

And a fundamental difference between an epigenetic drug

Uma diferença fundamental entre uma droga epigenética

and any other drug

e qualquer outra droga

is that with epigenetic drugs,

é que, nas drogas epigenéticas,

we essentially remove the signs of experience,

essencialmente removemos os sinais de experiência,

and once they're gone,

e, uma vez que já lá não estão,

they will not come back unless you have the same experience.

não voltam, a não ser que haja a mesma experiência.

The animal now is reprogrammed.

O animal está agora reprogramado.

So when we visited the animals 30 days, 60 days later,

Quando vimos os animais 30 dias, 60 dias depois,

which is in human terms many years of life,

o que, em termos humanos, são muitos anos de vida,

they were still not addicted -- by a single epigenetic treatment.

continuavam sem estar viciados, através de um único tratamento epigenético.

So what did we learn about DNA?

O que aprendemos sobre o ADN?

DNA is not just a sequence of letters;

O ADN não é apenas uma sequência de letras

it's not just a script.

não é apenas um guião.

DNA is a dynamic movie.

O ADN é um filme dinâmico.

Our experiences are being written into this movie, which is interactive.

As nossas experiências estão a ser escritas neste filme, que é interactivo.

You're, like, watching a movie of your life, with the DNA,

Estamos a ver o filme da nossa vida, com o ADN,

with your remote control.

com o nosso telecomando.

You can remove an actor and add an actor.

Podemos remover ou adicionar um actor.

And so you have, in spite of the deterministic nature of genetics,

E, apesar da natureza determinística da genética,

you have control of the way your genes look,

temos controlo do modo como os nossos genes são.

and this has a tremendous optimistic message

Isto tem uma mensagem optimista tremenda

for the ability to now encounter some of the deadly diseases

na capacidade de abordarmos algumas doenças mortais

like cancer, mental health,

como o cancro, as doenças mentais,

with a new approach,

com uma abordagem nova,

looking at them as maladaptation.

olhando para elas como uma má adaptação.

And if we can epigenetically intervene,

E se conseguirmos intervir epigeneticamente,

[we can] reverse the movie by removing an actor

podemos reverter o filme, removendo o actor

and setting up a new narrative.

e construir uma nova narrativa.

So what I told you today is,

O que vos disse hoje é:

our DNA is really combined of two components,

o nosso ADN é formado por dois componentes,

two layers of information.

duas camadas de informação.

One layer of information is old,

Uma das camadas de informação é antiga,

evolved from millions of years of evolution.

evoluiu desde há milhões de anos.

It is fixed and very hard to change.

É fixa e muito difícil de alterar.

The other layer of information is the epigenetic layer,

A outra camada de informação é a camada epigenética,

which is open and dynamic

que é aberta e dinâmica,

and sets up a narrative that is interactive,

e tem uma narrativa interactiva,

that allows us to control, to a large extent, our destiny,

que nos permite controlar, em grande extensão, o nosso destino,

to help the destiny of our children

para ajudar o destino das nossas crianças

and to hopefully conquer disease

e para, esperemos, vencer a doença

and serious health challenges

e os problemas graves de saúde

that have plagued humankind for a long time.

que atormentam a humanidade, desde há muito tempo.

So even though we are determined

Mesmo que estejamos determinados pelos nossos genes,

by our genes,

we have a degree of freedom

temos um nível de liberdade

that can set up our life to a life of responsibility.

que pode configurar a nossa vida a uma vida de responsabilidade.

Thank you.

Obrigado.

(Applause)

(Aplausos)