Atunci când leziunile apărute în ADN-ul uman nu sunt reparate corespunzător, organismul îmbătrâneşte mai rapid şi se confruntă cu boli. Oamenii de ştiinţă au reuşit acum să inhibe farmaceutic procesul care duce la îmbătrânire şi la dezvoltarea cancerului.
Un complex de proteine împiedică repararea leziunilor genomului în celulele umane, la şoareci şi la nematodul Caenorhabditis elegans, a descoperit o echipă de cercetători de la universitatea din Köln. Şi, pentru prima dată, oamenii de ştiinţă au reuşit să inhibe acest complex cu ajutorul unui agent farmaceutic.
„Atunci când suprimăm aşa-numitul complex DREAM în celulele organismului, intră în funcţiune diverse mecanisme de reparare, ceea ce face ca aceste celule să fie extrem de rezistente la toate tipurile de leziuni ale ADN-ului", explică profesorul dr. Björn Schumacher, directorul Institutului pentru stabilitatea genomului în îmbătrânire şi boli, din cadrul Centrului de excelenţă în cercetarea îmbătrânirii CECAD al universităţii din Köln.
Întrucât conţine toate informaţiile noastre genetice, ADN-ul uman trebuie să fie bine protejat. Cu toate acestea, el suferă în mod constant daune cauzate de influenţele din mediu sau de metabolismul uman.
Prin urmare, repararea ADN-ului este esenţială pentru stabilitatea genomului uman şi pentru funcţionarea corespunzătoare a celulelor din organism.
„Descoperirile noastre ne permit pentru prima dată să îmbunătăţim repararea ADN-ului în celulele corpului şi să ţintim cauzele îmbătrânirii şi dezvoltării cancerului", a adăugat dr. Schumacher.
Cu toate acestea, sunt necesare mai multe cercetări până când aceste rezultate vor putea fi transpuse în noi terapii pentru pacienţii umani.
Studiul a apărut joi, în Nature Structural & Molecular Biology.
Deteriorarea ADN-ului duce la îmbătrânire şi boli
Materialul nostru genetic este transmis din generaţie în generaţie. De aceea, este deosebit de bine protejat în celulele noastre germinale. Acolo acţionează mecanisme foarte precise de reparare a ADN-ului, care se asigură că foarte puţine modificări ale materialului genetic sunt transmise urmaşilor.
Genomul nostru ne-a fost transmis de către strămoşi timp de două sute de mii de ani, asigurînd în tot acest timp conservarea informaţiilor genetice.
Acest ADN este reparat în mod constant în celulele corpului nostru, dar numai pe durata vieţii individului.
Unele persoane se nasc cu sisteme defectuoase de reparare a ADN-ului, ceea ce le face să îmbătrânească mai repede şi să dezvolte boli tipice legate de vârstă, cum ar fi neurodegradarea şi arterioescleroza (ateroscleroza) încă din copilărie.
În unele cazuri, aceşti indivizi au, de asemenea, un risc extrem de crescut de cancer. Toate acestea fiind consecinţe ale faptului că leziunile ADN nu sunt reparate corespunzător.
Complexul DREAM împiedică reparaţiile
Dr. Schumacher şi echipa sa au făcut cercetări pentru a afla de ce celulele corpului nu au aceleaşi mecanisme de reparare ca şi celulele germinale.
În cadrul unor experimente cu nematodul C. elegans, au descoperit că un complex proteic, cunoscut sub numele DREAM limitează numărul mecanismele de reparare a ADN-ului în celulele corpului.
Acest complex se ataşează planurilor de construcţie ale ADN-ului care conţin instrucţiuni pentru mecanismele de reparare. Acest lucru le împiedică să fie produse în cantităţi mari.
Ccelulele germinale nu au complexul DREAM, prin urmare, ele produc în mod natural cantităţi mari de mecanisme de reparare a ADN-ului.
Mamiferele au şi ele un complex DREAM
În cadrul unor experimente suplimentare cu celule umane în laborator (culturi de celule), oamenii de ştiinţă au arătat că acest complex DREAM funcţionează în acelaşi mod în celulele umane.
De asemenea, ei au reuşit să suprascrie complexul DREAM cu un agent farmaceutic.
„Am fost foarte mulţumiţi să vedem acelaşi efect ca la C. elegans. Celulele umane au fost mult mai rezistente la deteriorarea ADN-ului după tratament", a declarat Arturo Bujarrabal, postdoctorand în echipa dr. Schumacher şi autor principal al studiului.
Potrivit oamenilor de ştiinţă, tratamentul cu un inhibitor al complexului DREAM a arătat, de asemenea, efecte uimitoare la şoareci: ADN-ul din retina şoarecilor a putut fi reparat şi funcţia ochiului a putut fi păstrată. Testul a fost efectuat pe şoareci care, la fel ca unii pacienţi, îmbătrânesc prematur şi prezintă o degenerare tipică a retinei ochiului.
„Terapiile care vizează şi îmbunătăţesc acest reglator principal al reparării ADN-ului, recent descoperit, ar putea reduce riscul de cancer, deoarece genele rămân intacte", concluzionează dr. Schumacher.
În plus, menţionează medicul cercetător, riscul bolilor legate de vârstă ar putea fi redus, deoarece celulele îşi pot îndeplini funcţia doar cu un genom intact.
