Mecanismo natural que parecia ser o vilão da história pode ajudar a prevenir o câncer
O mecanismo que leva ao câncer é vastamente conhecido: células de determinada região do corpo se multiplicam de maneira descontrolada, levando à criação de tumores. Nosso corpo possui mecanismos para nos proteger desta multiplicação descontrolada. Pontas moleculares chamadas telômeros protegem as extremidades dos cromossomos e evitam que eles se fundam quando as células continuamente se dividem e duplicam seu DNA. A perda destes telômeros pode levar ao câncer.
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Estudando esta relação entre os telômeros e o câncer, cientistas do Instituto Salk, uma instituição americana de pesquisa biológica e de saúde, fizeram uma descoberta surpreendente: um processo de reciclagem celular chamado autofagia, geralmente considerado um mecanismo de sobrevivência das células, faz justamente o oposto: promove a morte das células, prevenindo a iniciação do câncer.
O trabalho, publicado ontem (23) na revista Nature, revela que a autofagia é um caminho completamente novo para suprimir tumores e sugere que tratamentos para bloquear o processo, em um esforço para reduzir o câncer, podem, sem querer, promovê-lo desde o início. “Esses resultados foram uma surpresa completa. Existem muitos pontos de checagem que impedem que as células se dividam fora de controle e se tornem cancerosas, mas não esperávamos que a autofagia fosse uma delas”, diz Jan Karlseder, professor do Laboratório de Biologia Molecular e Celular de Salk e principal autor do estudo em matéria publicada no site da instituição.
Crise
Cada vez que as células duplicam seu DNA para se dividir e crescer, seus telômeros ficam um pouco mais curtos. Uma vez que os telômeros se tornam tão curtos que não conseguem mais cumprir sua função e proteger efetivamente os cromossomos, as células recebem um sinal para parar de se dividir permanentemente. Mas ocasionalmente, devido a algum vírus causador de câncer ou outros fatores, as células não entendem a mensagem e continuam se dividindo. Com telômeros perigosamente curtos ou ausentes, as células entram em um estado chamado “crise”, no qual os cromossomos desprotegidos podem se fundir e se tornar disfuncionais, uma característica de alguns tipos de câncer.
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Por outro lado, muitas vezes a crise resulta em uma morte celular disseminada que impede que as células pré-cancerosas continuem a desenvolver câncer. O mecanismo subjacente a essa morte celular benéfica não é bem compreendido.
“Muitos pesquisadores presumiram que a morte celular em crise ocorre através da apoptose, que juntamente com a autofagia é um dos dois tipos de morte celular programada. Mas ninguém estava fazendo experimentos para descobrir se esse era realmente o caso”, diz no texto Joe Nassour, outro membro da equipe.
Para tentar entender todo esse processo, Karlseder e Nassour usaram células humanas saudáveis para realizar uma série de experimentos, nos quais eles compararam células normalmente em crescimento com células que forçadas a entrar em crise. Ao desativar vários genes limitadores do crescimento (também conhecidos como genes supressores de tumores), os pesquisadores permitiram que as células se reproduzissem com naturalidade, seus telômeros ficando cada vez mais curtos no processo.
Para saber qual tipo de morte celular era responsável pela maior parte das mortes em crise, eles examinaram marcadores morfológicos e bioquímicos de apoptose e autofagia. Embora ambos os mecanismos sejam responsáveis por um pequeno número de células que morrem nas células em crescimento normal, a autofagia foi de longe o mecanismo dominante de morte celular no grupo em crise, onde muito mais células morreram.
Surpresa
Quando impediam a autofagia em células em crise, eles obtiveram resultados impressionantes: sem a morte celular via autofagia para detê-las, as células se replicavam incansavelmente. Além disso, quando a equipe analisou os cromossomos dessas células, elas estavam fundidas e desfiguradas, indicando que danos severos ao DNA, parecidos com aqueles observados em células cancerígenas, estavam ocorrendo e revelando que a autofagia é um importante mecanismo precoce de supressão do câncer. A imagem acima mostra a importância do mecanismo: os 23 pares de cromossomos à esquerda são das células em que a autofagia está funcionando. Eles são normais e saudáveis, sem aberrações estruturais ou numéricas. Cada cor representa um par cromossômico único. Enquanto isso,à direita, estão os cromossomos das células em que a autofagia não está funcionando. Eles mostram aberrações tanto estruturais quanto numéricas, com segmentos adicionados, excluídos e / ou trocados entre os cromossomos, uma marca registrada do câncer.
A equipe também testou o que acontecia quando tipos específicos de danos ao DNA eram induzidos nas células normais, seja nas extremidades dos cromossomos, através da perda de telômeros, ou nas regiões intermediárias. Células com perda de telômeros ativaram a autofagia, enquanto células com danos no DNA de outras regiões cromossômicas ativaram a apoptose. Isso mostra que a apoptose não é o único mecanismo para destruir células que podem ser pré-cancerosas devido a danos no DNA e que há uma conversa cruzada direta entre os telômeros e a autofagia.
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O trabalho revela que, em vez de ser um mecanismo que estimula o crescimento não autorizado de células cancerígenas (ao canibalizar outras células para reciclar matérias-primas), a autofagia é na verdade uma salvaguarda contra esse crescimento. Sem autofagia, as células que perdem outras medidas de segurança, como os genes que suprimem tumores, avançam para um estado de crise de crescimento descontrolado, danos galopantes no DNA e, frequentemente, câncer.
“Este trabalho é emocionante porque representa tantas descobertas completamente novas. Nós não sabíamos que era possível que as células sobrevivessem à crise; nós não sabíamos que a autofagia está envolvida com a morte celular em crise; nós certamente não sabíamos como a autofagia previne o acúmulo de danos genéticos. Isso abre um campo completamente novo de pesquisa que estamos ansiosos para seguir”, celebra Karlseder. [Salk Institute, Science Daily, Medical Xpress]
