Descoperiri recente ar putea duce la noi modalităţi de prevenire şi tratare a cancerului, precum şi la conceperea unor intervenţii mai bune pentru a contracara consecinţele dăunătoare ale îmbătrânirii.
Pe măsură ce îmbătrânim, capetele cromozomilor umani, numite telomeri, se scurtează treptat. Oamenii de ştiinţă de la Institutul Salk au descoperit că, atunci când telomerii devin foarte scurţi, aceştia comunică cu mitocondriile, centralele energetice ale celulei. Această comunicare declanşează un set complex de căi de semnalizare şi iniţiază un răspuns inflamator care distruge celulele care altfel ar putea deveni canceroase.
Descoperirile, publicate săptămâna trecută, în Nature, ar putea duce la noi modalităţi de prevenire şi tratare a cancerului, precum şi la conceperea unor intervenţii mai bune pentru a contracara consecinţele dăunătoare ale îmbătrânirii.
Aceste noi descoperiri sunt rezultatul unei colaborări între laboratoarele profesorilor de la Salk, Jan Karlseder şi Gerald Shadel, care s-au asociat pentru a explora similitudinile pe care fiecare dintre ei le-a găsit în căile de semnalizare inflamatorie.
Laboratorul lui Karlseder studiază biologia telomerilor şi modul în care telomerii previn formarea cancerului. Laboratorul lui Shadel studiază rolul pe care mitocondriile îl joacă în bolile umane, îmbătrânirea şi sistemul imunitar.
„Am fost încântaţi să descoperim că telomerii vorbesc cu mitocondriile”, spune Jan Karlseder, profesor la Salk. „În mod clar, ele intră în sinergie în procese biologice bine controlate pentru a iniţia căi celulare care ucid celulele care ar putea cauza cancerul”, a mai adăugat el.
Atunci când telomerii se scurtează până la un punct în care nu mai pot proteja cromozomii să nu se deterioreze, are loc un proces de „criză” şi celulele mor. Acest proces natural benefic elimină celulele cu telomeri foarte scurţi şi genomuri instabile şi este cunoscut ca fiind o barieră puternică împotriva formării cancerului.
Autorii recentului studiu au descoperit anterior că celulele în criză sunt eliminate printr-un proces numit autofagie, în care organismul se debarasează de celulele deteriorate.
În noul studiu, echipa a vrut să afle cum sunt activate programele de moarte celulară dependente de autofagie în timpul acestor evenimente de criz[, când telomerii sunt extrem de scurţi.
După un screening genetic, în care cercetătorii au folosit celule de piele umană numite fibroblaste, oamenii de ştiinţă au descoperit căi interdependente de detectare imunitară şi de semnalizare inflamatorie - similare celor prin care sistemul imunitar combate viruşii - care sunt cruciale pentru moartea celulară în timpul crizei.
Mai exact, ei au descoperit că moleculele de ARN emanate de telomerii scurţi activează senzorii imuni numiţi ZBP1 şi MAVS într-un mod unic pe suprafaţa exterioară a mitocondriilor.
Descoperirile demonstrează existenţa unor legături importante între telomeri, mitocondrii şi inflamaţie şi subliniază modul în care celulele pot ocoli criza (evitând astfel distrugerea) şi pot deveni canceroase atunci când căile nu funcţionează corect.
„Telomerii, mitocondriile şi inflamaţia sunt trei caracteristici ale îmbătrânirii care sunt cel mai adesea studiate în mod izolat”, spune profesorul Gerald Shadel, titular al catedrei în ştiinţe biomedicale şi director al Centrului de excelenţă în biologia de bază a îmbătrânirii la Institutul Nathan Shock din San Diego.
„Descoperirile noastre, care arată că telomerii stresaţi trimit un mesaj ARN către mitocondrii pentru a provoca inflamaţii, evidenţiază necesitatea de a studia interacţiunile dintre aceste semne distinctive pentru a înţelege pe deplin îmbătrânirea şi, poate, pentru a interveni în vederea creşterii duratei de sănătate la om”, a precizat profesorul.
Potrivit autorilor, formarea cancerului nu este un proces simplu, ci unul care are loc în mai multe etape care necesită multe modificări şi schimbări în întreaga celulă.
O mai bună înţelegere a căilor complexe care leagă telomerii şi mitocondriile ar putea duce în viitor la dezvoltarea unor noi terapii împotriva cancerului, spun ei.În continuare, oamenii de ştiinţă intenţionează să examineze bazele moleculare ale acestor căi şi să exploreze potenţialul terapeutic al vizării acestor căi pentru a preveni sau trata cancerul.
