Traduzido por Julio Batista
Original de Patricia Opresko e Ryan Barnes para o The Conversation
Danos nas extremidades de seus cromossomos podem criar “células zumbis” que ainda estão vivas, mas não tem funções, de acordo com nosso estudo publicado recentemente na Nature Structural and Molecular Biology.
Quando as células se preparam para se dividir, seu DNA é firmemente enrolado em torno de proteínas para formar cromossomos que fornecem estrutura e suporte para o material genético. Nas extremidades desses cromossomos estão repetições de trechos de DNA chamados telômeros que formam uma capa protetora para evitar danos ao material genético.
No entanto, os telômeros encurtam cada vez que uma célula se divide. Isso significa que, à medida que as células se dividem cada vez mais à medida que você envelhece, seus telômeros se tornam cada vez mais curtos e mais propensos a perder a capacidade de proteger seu DNA.
Danos ao material genético podem levar a mutações que fazem com que as células se dividam descontroladamente, resultando em câncer.
As células evitam se tornar cancerosas quando seus telômeros ficam muito curtos depois de se dividirem muitas vezes e potencialmente acumulando danos ao longo do caminho, no entanto, entrando em um estado semelhante a um zumbi que impede as células de se dividirem por meio de um processo chamado senescência celular.
Por serem resistentes à morte, as células senescentes – ou “zumbis” – se acumulam com a idade. Elas podem ser benéficas para a saúde, promovendo a senescência em células próximas com risco de se tornarem cancerosas e atraindo células imunes para limpar as células cancerosas.
Mas eles também podem contribuir para a doença, prejudicando a cicatrização dos tecidos e a função imunológica, e secretando substâncias químicas que promovem a inflamação e o crescimento do tumor.
Queríamos saber se o dano direto aos telômeros pode ser suficiente para desencadear a senescência e produzir células zumbis. Para descobrir isso, precisávamos limitar os danos apenas aos telômeros.
Então, anexamos uma proteína aos telômeros de células humanas cultivadas em laboratório. Em seguida, adicionamos um corante à proteína que a torna sensível à luz.
O brilho de uma luz vermelha distante (ou luz com um comprimento de onda ligeiramente menor que a luz infravermelha) nas células induz a proteína a produzir radicais livres de oxigênio – moléculas altamente reativas que podem danificar o DNA – diretamente nos telômeros, poupando o resto do cromossomo e a célula.
Descobrimos que danos diretos aos telômeros eram suficientes para transformar células em zumbis, mesmo quando essas capas protetoras não eram encurtadas. A razão para isso, descobrimos, foi provavelmente o resultado da replicação do DNA interrompida nos telômeros, o que deixa os cromossomos ainda mais suscetíveis a danos ou mutações.
Por que isso importa
Os telômeros encurtam naturalmente com a idade. Eles limitam quantas vezes uma célula pode se dividir sinalizando células para se tornarem zumbis quando atingem um determinado comprimento.
Mas um excesso de radicais livres produzidos a partir de processos corporais normais, bem como a exposição a substâncias químicas nocivas, como poluição do ar e fumaça de tabaco, pode levar a uma condição chamada estresse oxidativo que pode acelerar o encurtamento dos telômeros.
Isso pode desencadear prematuramente a senescência e contribuir para doenças relacionadas à idade, incluindo imunodeficiência, doenças cardiovasculares, doenças metabólicas e câncer.
Nosso estudo revela que os telômeros não servem apenas como despertadores que indicam uma célula dividida muitas vezes, mas também como sinais de alerta para níveis prejudiciais de estresse oxidativo. O encurtamento dos telômeros relacionado à idade não é a única coisa que desencadeia a senescência; danos nos telômeros também são suficientes para transformar uma célula em zumbi.
Outras pesquisas estão sendo feitas
Os pesquisadores estão estudando tratamentos e intervenções que podem proteger os telômeros de danos e prevenir o acúmulo de células zumbis. Vários estudos em camundongos descobriram que a remoção de células zumbis pode promover o envelhecimento saudável, melhorando a função cognitiva, a massa e a função muscular e a recuperação de infecções virais.
Os pesquisadores também estão desenvolvendo medicamentos chamados senolíticos que podem matar células zumbis ou impedir que elas se desenvolvam.
Qual é o próximo passo?
Este estudo se concentra nas consequências dos danos nos telômeros em células que se dividem ativamente, como células renais e da pele. Agora estamos analisando como esse dano se desenrolará em células que não se dividem, como neurônios ou células do músculo cardíaco.
Embora os pesquisadores tenham mostrado que os telômeros de células e tecidos que não se dividem se tornam mais disfuncionais com a idade, não está claro por que isso acontece quando esses telômeros não deveriam estar encurtando pra começo de conversa.
Patricia Opresko é professora de Saúde Ambiental e Ocupacional do Centro de Ciências Médicas da Universidade de Pittsburgh e Ryan Barnes é pesquisador de pós-doutorado em Saúde Ambiental e Ocupacional do Centro de Ciências Médicas da Universidade de Pittsburgh.
