O comportamento na meia-idade prevê a longevidade dos animais, incluindo os humanos.

Se observássemos um conjunto de animais a viver em condições idênticas, seria razoável esperar que envelhecessem de forma relativamente semelhante.

No entanto, um novo estudo de Stanford mostrou que peixes de vida curta, com genética parecida e mantidos em condições comparáveis, envelhecem de maneiras muito diferentes - e o mais inesperado é que essas diferenças surgem cedo.

Já na “meia-idade”, a forma como um peixe nadava e dormia podia indicar se estava encaminhado para uma vida mais longa ou mais curta.

O trabalho foi liderado pelos investigadores de pós-doutoramento Claire Bedbrook e Ravi Nath e nasceu de uma colaboração entre os laboratórios da geneticista Anne Brunet e do bioengenheiro Karl Deisseroth.

A ideia central é simples, mas desafiante: o comportamento pode ser um dos sinais mais precoces e sensíveis de como o envelhecimento está a decorrer - não apenas em peixes, mas potencialmente em todos os animais vertebrados.

Acompanhar o envelhecimento à força de observação

A maioria dos estudos sobre envelhecimento compara grupos de animais jovens com grupos de animais velhos. Isso é útil, mas equivale a comparar fotografias da infância com fotografias da reforma e tentar adivinhar o que aconteceu pelo meio.

Perde-se a cronologia individual - as voltas inesperadas, os períodos de estabilidade e os momentos em que algo muda de forma abrupta.

Bedbrook e Nath quiseram ir mais longe: acompanhar os mesmos indivíduos de forma contínua, dia e noite, ao longo de toda a vida adulta.

Para isso, recorreram ao killifish turquesa-africano, um modelo muito usado em laboratório para estudar envelhecimento porque vive apenas cerca de quatro a oito meses, mas mantém várias características biológicas partilhadas com vertebrados de maior longevidade, incluindo os humanos.

Rotinas diárias do killifish turquesa-africano sob vigilância constante

Os investigadores montaram um sistema automatizado em que cada peixe vivia num tanque próprio, sob vigilância permanente por câmara. No total, acompanharam 81 indivíduos e recolheram milhares de milhões de fotogramas de vídeo.

A partir desse registo, a equipa extraiu medições detalhadas de postura, velocidade, movimento e repouso.

O comportamento foi decomposto em 100 “sílabas comportamentais” distintas - ações pequenas e repetíveis que, em conjunto, compõem a rotina diária do peixe.

“O comportamento é uma leitura maravilhosamente integrada, refletindo o que se passa em todo o cérebro e corpo”, disse Brunet.

“Os marcadores moleculares são essenciais, mas captam apenas fatias da biologia. Com o comportamento, vemos o organismo inteiro, de forma contínua e não invasiva.”

As trajetórias separaram-se cedo, não tarde

Depois de os peixes completarem o seu ciclo de vida, os investigadores agruparam-nos por longevidade - os que viveram mais e os que morreram mais cedo - e, em seguida, voltaram atrás para identificar quando começaram a surgir diferenças.

O afastamento entre grupos começou surpreendentemente cedo: por volta dos 70 a 100 dias de idade, o que corresponde à meia-idade inicial de um killifish, os peixes de “vida curta” e de “vida longa” já exibiam padrões comportamentais distintos.

O sono foi um dos sinais mais nítidos. Os peixes que morreram mais cedo tendiam a dormir não só durante a noite, mas também cada vez mais ao longo do dia. Já os peixes que viveram mais, em geral, dormiam sobretudo à noite, mantendo um ritmo dia-noite mais próximo do esperado.

O movimento também contou. Os indivíduos de maior longevidade nadavam, em média, com mais energia. Quando faziam deslocações rápidas no tanque, atingiam velocidades superiores. Além disso, eram mais ativos durante as horas de luz.

E o aspeto mais impressionante: estes padrões não eram apenas algo que se reconhecia retrospetivamente. A equipa aplicou modelos de aprendizagem automática e concluiu que bastavam alguns dias de dados comportamentais de um peixe de meia-idade para prever a sua longevidade final.

“As alterações comportamentais bastante cedo na vida estão a dizer-nos algo sobre a saúde futura e a longevidade futura”, assinalou Bedbrook.

O envelhecimento não foi um declínio contínuo

Outra descoberta foi o “desenho” do envelhecimento ao longo do tempo. Os investigadores esperavam uma deterioração lenta e gradual. Em vez disso, a maioria dos peixes passou por duas a seis transições comportamentais rápidas - cada uma com apenas alguns dias - seguidas de fases mais estáveis, com duração de semanas.

Os peixes não alternavam de forma aleatória entre etapas. Na maioria dos casos, avançavam em sequência, como se atravessassem capítulos consecutivos.

“Esperávamos que o envelhecimento fosse um processo lento e gradual. Em vez disso, os animais mantêm-se estáveis durante longos períodos e depois transitam muito rapidamente para uma nova fase”, disse Bedbrook.

“Ver esta arquitetura em etapas emergir apenas a partir do comportamento contínuo foi uma das descobertas mais entusiasmantes.”

A equipa compara o padrão a uma torre de Jenga. É possível retirar muitos blocos sem mudança evidente - até que uma remoção provoca uma reorganização súbita.

Esta noção de envelhecimento “em degraus” também é consistente com alguma investigação em humanos que sugere que marcadores de envelhecimento mudam em ondas, sobretudo na meia-idade e em idades mais avançadas. O estudo com killifish acrescenta uma versão comportamental dessa narrativa.

O que poderá estar por trás a nível biológico

Os investigadores não ficaram apenas pelo comportamento. Num momento da vida adulta em que o comportamento já permitia prever a longevidade com fiabilidade, analisaram a atividade génica em oito órgãos.

Em vez de se concentrarem em genes isolados, procuraram alterações coordenadas em conjuntos de genes ligados a processos comuns.

As diferenças mais marcantes apareceram no fígado. Os peixes em trajetórias de envelhecimento mais curtas mostravam maior atividade em genes associados à produção de proteínas e à manutenção celular.

Isto não constitui uma explicação completa, mas oferece uma pista molecular de que a biologia interna está a mudar em paralelo com as alterações comportamentais.

Porque é que isto pode ter relevância para pessoas

Trata-se de um estudo em peixes, por isso ninguém está a afirmar que um relógio inteligente consiga prever quanto tempo alguém vai viver amanhã. Ainda assim, a ideia tem um eco óbvio na experiência humana.

Já monitorizamos movimento e sono de forma contínua através de telemóveis e dispositivos wearables. Se mudanças subtis nos padrões de atividade sinalizarem alterações precoces de saúde - muito antes de uma doença ser evidente - isso poderia tornar-se uma ferramenta poderosa de prevenção.

“O comportamento revela-se uma leitura incrivelmente sensível do envelhecimento”, disse Nath. “Podemos observar dois animais com a mesma idade cronológica e perceber, apenas pelo comportamento, que estão a envelhecer de formas muito diferentes.”

Em particular, o sono é um foco central para a equipa daqui em diante. Em humanos, a qualidade do sono tende a piorar com a idade, e o sono perturbado tem sido associado a declínio cognitivo e doença neurodegenerativa.

Nath pretende investigar se o próprio sono pode ser manipulado para apoiar um envelhecimento mais saudável - e se uma intervenção precoce poderia orientar alguém para uma trajetória de envelhecimento mais favorável.

Próximas linhas de investigação

Os investigadores planeiam também testar se as trajetórias de envelhecimento podem ser modificadas através de intervenções como alterações na dieta ou ajustes genéticos que possam abrandar o ritmo do envelhecimento.

Bedbrook quer tornar o sistema mais próximo do “mundo real” - permitindo que os peixes interajam socialmente e vivam em ambientes mais ricos, em vez de permanecerem isolados num tanque.

“Temos agora as ferramentas para mapear o envelhecimento de forma contínua num vertebrado”, disse. “Com o crescimento dos wearables e do acompanhamento a longo prazo em humanos, estou entusiasmada para ver se os mesmos princípios - preditores precoces, envelhecimento em etapas, trajetórias divergentes - se confirmam nas pessoas.”

E o laboratório de Deisseroth acrescenta uma nova fronteira: acompanhar a atividade cerebral de forma contínua ao longo de períodos prolongados, para perceber como as alterações neuronais se alinham com estas fases comportamentais do envelhecimento.

Se a atividade do cérebro mudar ao ritmo do envelhecimento - ou até contribuir para o impulsionar - isso pode abrir uma nova forma de pensar sobre o que, afinal, determina a velocidade do envelhecimento.