Poucos lugares do mundo têm uma paleta de cores tão diversa quanto a África. Ainda que muitas pessoas associem o continente ao tom de pele escuro, há uma variação enorme nas tonalidades dos habitantes dos 54 países africanos. Até hoje, não se conhecia a raiz de tantos matizes — os poucos genes relacionados com a pigmentação da pele foram descobertos em estudos europeus. Agora, porém, um trabalho da Universidade da Pensilvânia encontrou diversas variantes do DNA por trás das diferentes colorações desse que é o berço da humanidade. A pesquisa, segundo os autores, vai lançar luz sobre a evolução do homem, além de ajudar a traçar riscos genéticos de condições dermatológicas como o melanoma.

Essas variantes, conta Sarah Tishkoff, pesquisadora da universidade e principal autora do estudo, publicado na revista Science, explicam por que alguns africanos chegam a ter um tom de pele tão claro quanto dos asiáticos, enquanto que outros são de um matiz marcadamente escuro. De acordo com ela, as mutações genéticas identificadas não surgiram recentemente: “Elas estão por aí há muito tempo, desde antes da origem do homem anatomicamente moderno”, afirma. O Homo sapiens como se conhece hoje evoluiu há cerca de 300 mil anos.

A pesquisadora explica que a variação na cor da pele pode ser justificada pela necessidade de o organismo se adaptar às diferentes condições do planeta. Por exemplo, tons escuros são necessários para proteger o corpo dos raios ultravioletas, que incidem com mais força nos trópicos, comparados às regiões temperadas. Nessas, onde o Sol brilha poucas vezes no ano, a tonalidade clara ajuda a sintetizar a vitamina D.

Para categorizar a variada gama de pigmentações africanas, uma equipe coordenada por Tishkoff utilizou um medidor de cor, que avaliou a reflexão luminosa da pele de mais de 2 mil habitantes do continente, pertencentes a diversas composições étnicas. Enquanto os grupos pastoris da região do Nilo, no leste da África, têm as tonalidades mais escuras, os caçadores-coletores do sul africano exibem as cores mais claras.

Depois dessa primeira análise, os cientistas coletaram amostras de DNA de 1,6 mil participantes, de onde extraíram mais de 4 milhões de polimorfismos de nucleotídeos únicos - variações que envolvem apenas uma das quatro bases do genoma (A, T, C ou G). Com esses dados nas mãos, foi possível associar as mutações às diferentes cores de pele.

O local do genoma onde essa associação foi mais intensa é em torno e dentro do gene SLC24A5. Nas populações europeias, uma variante dessa proteína relaciona-se à pele clara de europeus e sul-asiáticos. Acredita-se que ela surgiu há mais de 30 mil anos e, de acordo com Tishkoff, estava presente em antigas populações da Etiópia e da Tanzânia que tinham ascendência no sudeste da Ásia e no Oriente Médio. A pesquisadora diz que isso sugere que a variação foi levada para a África desde essas regiões e selecionada positivamente devido à alta frequência em que é encontrada.

Vitiligo

Outra forte associação do genoma com a cor da pele é na região do gene MFSD12, expresso em níveis muito baixos nas partes da derme sem pigmento de pessoas que sofrem de vitiligo, uma condição na qual a cútis perde a coloração. “Foi muito interessante quando descobrimos essa associação”, recorda Nicholas Crawford, primeiro autor do artigo e pesquisador da Universidade da Pensilvânia. Segundo ele, as mutações ao redor desse gene que tinham relação com a pigmentação escura estavam presentes em alta frequência nas populações com ascendência nilo-saariana, que tendem a ter uma pele muito negra, assim como em todas as etnias subsaarianas, exceto a San, que, geralmente, exibe pele mais clara.

Os pesquisadores também identificaram essa variante, assim como outras associadas à pigmentação da pele escura, nas populações do sul da Ásia e Australo-Melanésias, que têm o tom de pele mais negro do planeta, fora da África. “A origem de traços como a textura do cabelo, a cor da pele e a estatura, que são compartilhadas entre algumas populações indígenas em Melanésia e Austrália e alguns africanos subsaarianos, até agora tem sido um mistério”, diz Tishkoff. “Alguns argumentaram que essas populações evoluíram de forma independente dessas mutações, mas nosso estudo sugere que, no que diz respeito aos genes associados à cor da pele, as variantes dessas pessoas são idênticas às associadas à pele escura como africanos”, diz.

Para a pesquisadora, os dados são consistentes com um evento de migração precoce de humanos modernos fora da África ao longo da costa sul da Ásia e para Australo Melanésia, seguido de ondas migratórias secundárias para outras regiões. “No entanto, também é possível que existisse uma única fonte africana que continha variantes genéticas associadas com a pele clara e escura, e que as mutações associadas à pigmentação escura foram incorporadas somente nos sul-asiáticos e nos australo-melanésios e perdidas em outros eurasianos devido à seleção natural”, diz.

Testes funcionais

A equipe também descobriu que variantes nas regiões dos genes MFSD12, OCA2 e HERC2 associadas à pigmentação mais clara da pele têm maior frequência na população africana san, que tem as linhagens genéticas mais antigas do mundo, assim como nos europeus. Nicholas Crawford, pesquisador da Universidade da Pensilvânia, explica que a MFSD12 é altamente expressa em melanócitos, as células que produzem melanina. Para verificar o papel do gene na pigmentação da pele, os pesquisadores bloquearam sua expressão em células cultivadas em laboratório e descobriram um aumento na produção de eumelanina, o tipo de pigmento responsável pela cor preta e marrom da pele, do cabelo e do olho.

Em experimentos com o peixe-zebra, retirar o gene fez com que se perdessem as células que produzem pigmento amarelo. E, em camundongos, suprimi-lo mudou a cor da pelagem: da coloração vermelha e amarela tradicional da espécie utilizada, os ratos nasceram uniformemente cinza, pois houve a eliminação da produção de pomomelanina, um tipo de pigmento também encontrado em humanos.

“Além do estudo mostrando que o MFSD12 estava associado às lesões características de vitiligo, não sabíamos muito mais sobre ele”, revela Crawford. “Então, esses outros experimentos funcionais foram cruciais para compreender sua função”, completa. “Fomos além da maioria dos estudos de associação do genoma e partimos para os experimentos funcionais”, concorda Tishkoff.

USO TERAPÊUTICO

Um desses testes, realizado por Michael Marks, professor de fisiologia no Hospital Infantil da Filadélfia, demonstrou que o gene MFSD12 influencia a pigmentação eumelanina de uma forma ainda desconhecida. Em nota, ele explicou que, diferentemente de outros genes associados à cor, que são expressos principalmente nos melanossomos (estruturas celulares onde a melanina é produzida), o MFSD12 é expresso nos lisossomos, outra parte da célula, que produzem a eumelanina. “Nossos resultados sugerem que deve haver uma forma ainda não caracterizada de associação entre os lisossomos e os melanossomos que produzem a eumelanina. Descobrir como isso funciona pode fornecer novas ideias para manipularmos pigmentos para uso terapêutico”, escreveu.

Por fim, os pesquisadores também descobriram um gene candidato a desempenhar um importante papel na resistência da pele à luz ultravioleta e ao risco do câncer melanoma. É a proteína DDB1, envolvida na tarefa de reparação do DNA depois que a pessoa se expõe a esse tipo de iluminação. Sarah Tishkoff, principal investigadora do estudo publicado na Science, explica que africanos raramente têm esse tipo de tumor. “As variantes perto desses genes são mais abundantes nas populações que vivem em áreas com maior intensidade de luz ultravioleta. Então, faz sentido que elas tenhamumpapel na proteção contra os raios UV”, explica.