Cientistas espanhóis descobriram que quando os ratos são geneticamente modificados, o comprimento dos telômeros em suas células aumenta. Isso lhes permite estender sua vida, porém, é necessário fazer alguns truques para que um monstro real não apareça na luz branca. "Lenta.ru" fala sobre um método arriscado de rejuvenescer células envelhecidas.
Telômeros são as extremidades dos cromossomos, que são formados por seções repetidas de DNA, consistindo de seis nucleotídeos (TTAGGG). Apesar de sua aparente inutilidade, eles desempenham uma função muito importante. O fato é que quando as células se dividem, os cromossomos começam a ser copiados, mas esse processo não passa sem um rastro para elas. Em novos cromossomos, as extremidades são sempre ligeiramente mais curtas do que nos pais. Os telômeros desempenham o papel de capas protetoras porque não carregam informações genéticas importantes.
No entanto, a cada geração de células, os telômeros são encurtados cada vez mais, até que um momento crítico, chamado de limite de Hayflick, ocorra. As células, tendo alcançado esta fronteira, não se dividem mais e morrem.
Algumas células (tronco, sexo e outras) são capazes de aumentar o comprimento de seus telômeros. Isso se deve a uma enzima chamada telomerase endógena. Ele adiciona o mesmo fragmento TTAGGG ao final dos cromossomos, e se você aumentar sua quantidade em células, elas podem se dividir indefinidamente, superando o limite de Hayflick.
As células-tronco no corpo adulto também envelhecem gradualmente, uma vez que não é produzida muita telomerase nelas. No entanto, é suficiente que os organismos vivos existam por muitos anos, curando suas feridas continuamente.
Quando o tecido biológico é danificado, os processos de sua regeneração são iniciados. As células-tronco se dividem para se tornarem células somáticas normais (do corpo). Essa “prole” não só perde a pluripotência, ou seja, a capacidade de se transformar (diferenciar), mas também a de sintetizar a telomerase. O corpo, portanto, permite que apenas certos grupos de células se dividam indefinidamente, pois, caso contrário, o risco de tumores cancerígenos aumentaria muito.
Células-tronco embrionárias
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Foto: Nissim Benvenisty / Wikimedia
O que transforma as células-tronco em normais? Embora os mesmos genes sejam encontrados em todas as células do corpo, alguns deles podem ser desativados em um determinado tipo de tecido. Por exemplo, nos tecidos nervosos do cérebro, por onde passam os impulsos elétricos, um conjunto de genes atua, e nas ilhotas de Langerhans, que ficam no pâncreas e produzem insulina, outro. Um sistema de nível superior que consiste em fatores epigenéticos - moléculas que se ligam ao DNA e regulam suas funções - liga e desliga os genes. Todo o conjunto de fatores ligados à dupla hélice forma um epigenoma e, naturalmente, é diferente em cada tipo de tecido.
Segue-se uma conclusão lógica: para transformar uma célula de volta em uma célula-tronco, é preciso trocá-la por um epigenoma, ou seja, reprogramá-la. Isso pode ser obtido pela introdução de quatro compostos específicos chamados fatores de Yamanaka (OSKM - Oct4, Klf4, Sox2 e c-Myc). Eles também estão envolvidos na regulação epigenética, mantendo a capacidade de diferenciação das células. Eles foram usados pela primeira vez em 2006 pelo pesquisador japonês Shinya Yamanaka, que foi capaz de transformar fibroblastos em células-tronco induzidas (células iPS). Por isso, em 2012, o cientista recebeu o Prêmio Nobel.
Yamanaka realmente rejuvenesceu as células individuais, reprogramando-as no nível epigenético e iniciando o processo de desdiferenciação. Surge a pergunta: é possível fazer o mesmo com um organismo inteiro, pelo menos com um rato? O problema é que com isso estamos quebrando o pacto "não deveria haver muitas células-tronco", pois, como já mencionado, o risco de câncer aumenta. Além disso, não faz sentido transformar órgãos e tecidos em grupos de células iPS homogêneas - o corpo simplesmente morrerá. Outra dificuldade reside no fato de que as células-tronco induzidas podem se desenvolver espontaneamente em teratomas (do grego antigo τωνατος - "monstro") - tumores na forma de órgãos subdesenvolvidos, como dentes, olhos ou mesmo o cérebro.
No entanto, descobriu-se que é perfeitamente possível evitar tumores. Assim, não se pode transformar células somáticas em células-tronco, privando-as de sua funcionalidade, mas apenas ativar brevemente os fatores Yamanaka para rejuvenescer levemente os tecidos. Para fazer isso, os cientistas criaram ratos transgênicos, inserindo um cassete com um conjunto de genes sucessivos que codificam OSKM em seu DNA. O cassete, denominado cassete policistrônico (cistron é o mesmo que um gene), liga-se na presença do antibiótico semissintético doxiciclina. Assim, os fatores Yamanaka são produzidos. Sem um antibiótico, a reprogramação para.
Telomerase (pontos verdes) no pâncreas de camundongos GM
Foto: Maria A. Blasco / CNIO
Pesquisadores espanhóis, estudando as mudanças nos telômeros em ratos reprogramados, decidiram não complicar a tarefa. Para seus propósitos, bastava ativar o cassete policistrônico e rastrear o que acontece nas extremidades dos cromossomos. A presença de teratomas e displasias em tecidos animais indicou que a reprogramação foi bem-sucedida.
Os cientistas descobriram que, quando as células somáticas se transformam em telômeros-tronco, elas se alongam. Isso é lógico, considerando que as células iPS podem se dividir indefinidamente. Além disso, os pesquisadores determinaram que a telomerase desempenha um papel importante nisso.
Até agora, os geneticistas não tinham evidências de que é possível induzir a telomerase endógena em um organismo adulto usando fatores epigenéticos. Mas é exatamente isso que acontece. Os fatores Yamanaka parecem mudar as cascatas de genes, eventualmente ativando a enzima de alongamento do telômero.
Células cancerosas HeLa
Foto: Domínio Público / Wikimedia
Um processo semelhante acompanha não apenas a reprogramação das células somáticas, mas também sua malignidade. As células cancerosas têm muito em comum com as células-tronco. Ela pode compartilhar indefinidamente. O exemplo mais famoso são as células HeLa "imortais". Eles foram isolados em 1951 de um tumor do colo do útero de uma paciente Henrietta Lacks, que morreu no mesmo ano, e ainda são usados em vários experimentos.
As células cancerosas também são essencialmente células somáticas reprogramadas. De acordo com os cientistas, mudanças semelhantes ocorrem com os telômeros neles. Portanto, estudos com células iPS irão revelar os detalhes dos processos moleculares que ocorrem durante a formação dos tumores.
Alexander Enikeev
