Cientistas descobrem por que algumas células com DNA duplicado se recusam a morrer
A cada segundo, inúmeras células no corpo humano se dividem para criar novas células. Este é um dos processos mais importantes na biologia e exige que milhares de moléculas trabalhem juntas com uma precisão incrível. Contudo, às vezes, esse processo apresenta falhas de maneiras inesperadas.
Antes que uma célula possa se dividir em duas células distintas, ela deve primeiro copiar todo o seu DNA, de forma que cada nova célula receba um conjunto completo do código genético. Em algumas situações, o DNA é duplicado corretamente, mas a célula nunca se divide completamente. O resultado é uma única célula contendo o dobro da quantidade normal de DNA, uma condição denominada duplicação total do genoma (DTG).
Uma maneira simples de imaginar isso é como fazer duas cópias de um documento, mas acidentalmente colocar ambas as cópias na mesma pasta ao invés de separá-las.
Os cientistas sabem há muito tempo que a duplicação total do genoma pode ter consequências significativas. Células com DNA extra podem deixar de funcionar normalmente, tornar-se inativas, morrer, transformar-se em outros tipos de células, acumular danos relacionados à idade ou contribuir para doenças, incluindo o câncer.
Duas Formas Diferentes de Falha das Células
Pesquisadores da Universidade de Hokkaido desejavam entender se a maneira específica como uma célula falha durante a divisão impacta o que acontece a seguir.
A equipe se concentrou em duas principais causas de duplicação total do genoma: a falha na citocinese e a slippage mitótica.
Durante a falha na citocinese, a célula completa quase todo o processo de divisão, mas falha na etapa final, onde se divide fisicamente em duas células separadas. Na slippage mitótica, a célula inicia o processo de divisão, mas sai muito cedo antes que os cromossomos estejam devidamente separados.
“Embora a duplicação total do genoma ocorra por meio de diversos processos celulares, não estava claro se as diferenças nas rotas afetam as características das células resultantes,” diz o Professor Associado Ryota Uehara, autor correspondente do estudo.
Apesar de ambos os erros deixarem as células com DNA duplicado, os pesquisadores descobriram que os resultados são dramaticamente diferentes.
Por Que Algumas Células com DNA Duplicado Sobrevivem
Utilizando imagens de células vivas e técnicas de rotulagem de cromossomos específicas, os cientistas monitoraram o comportamento das células após a duplicação total do genoma por meio de diferentes mecanismos.
Células formadas por falha na citocinese mostraram-se consideravelmente mais estáveis e tiveram uma maior chance de sobrevivência. Em contrapartida, as células originadas da slippage mitótica frequentemente apresentaram distribuição desigual de cromossomos e taxas de sobrevivência mais baixas.
Os pesquisadores descobriram que a organização dos cromossomos era o fator chave por trás dessas diferenças.
Na slippage mitótica, os cromossomos frequentemente são divididos de maneira desigual, criando um desequilíbrio genético severo que reduz a capacidade de sobrevivência de uma célula. Na falha na citocinese, a distribuição dos cromossomos se mantém mais equilibrada, permitindo que as células permaneçam mais estáveis.
A equipe também encontrou que, ao melhorar experimentalmente a separação dos cromossomos em células que sofreram slippage mitótica, a viabilidade dessas células aumentou significativamente.
Implicações para a Pesquisa do Câncer
Os achados podem ter implicações importantes para o tratamento e prevenção do câncer.
A duplicação total do genoma é comumente encontrada em células cancerígenas, e algumas terapias contra o câncer podem desencadeá-la acidentalmente. Células que sobrevivem após adquirir DNA extra podem continuar a se multiplicar e potencialmente contribuir para a recidiva do tumor.
A nova pesquisa sugere que direcionar processos de separação de cromossomos poderia ajudar a impedir que células anormais sobrevivam e continuem a crescer.
“Existem diferentes mecanismos pelos quais a duplicação total do genoma pode ocorrer, mas seus impactos distintos foram em grande parte negligenciados,” diz Uehara. “Desafiamos essa visão convencional ao comparar células formadas por diferentes mecanismos e descobrimos que essas diferenças podem influenciar o comportamento celular a longo prazo.”
