Catalin Luca

Telomerii contra îmbătrânirii și cancerului

Scris de Dr. Luca Catalin

Ce sunt telomerii?

Telomerii contra îmbătrânirii și cancerului În interiorul nucleului unei celule, genele noastre sunt aranjate de-a lungul moleculelor de ADN răsucite, cu două fire, numite cromozomi. La capetele cromozomilor se află întinderi de ADN numite telomeri, care protejează datele noastre genetice, fac posibilă divizarea celulelor și dețin câteva secrete cu privire la modul în care îmbătrânim sau dezvoltăm un tip de cancer.

 Telomerii au fost comparați cu vârfurile de plastic de pe șireturi, pentru că acestea împiedică capetele cromozomului să se sfărâme și să se lipească între ele, ceea ce ar distruge sau arunca informațiile genetice ale unui organism. Cu toate acestea, de fiecare dată când o celulă se divizează, telomerii devin mai scurți. Când ajung prea scurți, celula nu se mai poate diviza; devine inactivă sau „senescentă” și moare. Acest proces de scurtare a telomerilor este asociat cu îmbătrânirea, cancerul și totodată cu un risc mai mare de deces.

 La fel ca restul unui cromozom, inclusiv genele sale, telomerii sunt secvențe ale ADN-ului - lanțuri de cod chimic. Ca toate ADN-urile, telomerii sunt formați din patru baze de acid nucleic: G pentru guanină, A pentru adenină, T pentru timină și C pentru citozină. Telomerii sunt alcătuiți din secvențe repetate de TTAGGG pe o catenă asociată cu AATCCC pe cealaltă catena. Astfel, o secțiune a telomerilor este o „repetare” formată din șase „perechi de baze”.

 În cazul globulelor albe, lungimea telomerilor variază de la 8.000 de perechi de bază la nou-născuți la 3.000 de perechi de baze la adulți și la 1.500 la vârstnici. (Un întreg cromozom are aproximativ 150 de milioane de perechi de baze.) De fiecare dată când se împarte, o celulă medie pierde 30 până la 200 de perechi de baze de la capetele telomerilor săi. În mod normal, celulele se pot împărți doar de aproximativ 50 până la 70 de ori, telomerii devenind mai scurți până când celulele devin senescente sau mor. Telomerii nu se scurtează în țesuturile în care celulele nu se divizează continuu, cum ar fi mușchiul inimii.

De ce cromozomii au telomeri?

 Fără telomeri, partea principală a cromozomului - partea cu gene esențiale pentru viață - s-ar scurta de fiecare dată când se divizează o celulă. Deci telomerii permit celulelor să se împartă fără a pierde genele. Diviziunea celulară este necesară pentru creșterea pielii, sângelui, oaselor și a altor celule noi. Fără telomeri, capetele cromozomului ar putea fuziona împreună și corupe modelul genetic al celulei, ceea ce poate provoca defecțiuni, cancer sau moartea celulelor.

 Deoarece ADN-ul rupt este periculos, o celulă are capacitatea de a sesiza și repara deteriorarea cromozomilor. Fără telomeri, capetele cromozomilor ar părea ca ADN-ul rupt, iar celula ar încerca să remedieze ceva care nu a fost rupt. De asemenea, asta le-ar determina să înceteze diviziunea și în cele din urmă să moară.

De ce telomerii se scurtează când o celulă se divide?

 Înainte ca o celulă să se poată diviza, face copii ale cromozomilor, astfel încât ambele celule noi vor avea material genetic identic. Pentru a fi copiate, cele două catene de ADN ale unui cromozom trebuie să se desfacă și să se separe. O enzimă (ADN-polimerază) citește apoi secvențele existente pentru a construi două noi catene. Începe procesul cu ajutorul unor bucăți scurte de ARN. Când fiecare nouă linie de potrivire este completă, este puțin mai scurtă decât cea inițială, din cauza spațiului necesar la final pentru această mică bucată de ARN. Este ca și cum cineva zugrăvește într-un colț, dar nu poate zugrăvi colțul în sine.

Telomeraza și scurtarea telomerilor

 O enzimă numită telomerază adaugă baze la capetele telomerelor. În celulele tinere, telomeraza îi împiedică pe telomeri să se scurteze prea mult. Dar, pe măsură ce celulele se împart în mod repetat, nu există suficientă telomerază, astfel încât telomerii se scurtează, iar celulele îmbătrânesc. Telomeraza rămâne activă în spermatozoizi și ovule, care sunt transmise de la o generație la alta. Dacă celulele reproducătoare nu ar avea telomerază pentru a menține lungimea telomerilor lor, orice organism cu astfel de celule ar dispărea curând.

Telomerii și cancerul

 Pe măsură ce o celulă începe să devină canceroasă, aceasta se divide mai des, iar telomerii săi devin foarte scurți. Dacă telomerii săi devin prea scurte, celula poate muri. De multe ori, aceste celule scapă de moarte producând mai multă enzimă telomerază, ceea ce împiedică telomerii să fie și mai scurți.

 Multe tipuri de cancer scurtează telomerii, incluzând cancerul pancreatic, osos, de prostată, vezică, plămâni, rinichi, capul și gât. Măsurarea telomerazei poate fi o modalitate de a detecta cancerul. Și dacă oamenii de știință pot învăța cum să oprească telomeraza, s-ar putea să poată lupta împotriva cancerului făcând ca celulele canceroase să îmbătrânească și să moară. În cadrul unui experiment recent, cercetătorii au blocat activitatea telomerazei în celulele canceroase ale sânului și prostatei umane crescute în laborator, ceea ce a determinat moartea celulelor tumorale. Există însă riscuri deoarece blocarea telomerazei ar putea afecta fertilitatea, vindecarea rănilor și producerea de celule sanguine și de celule ale sistemului imunitar.

Telomerii și procesul de îmbătrânire

 Durata de viață a omului a crescut considerabil din anii 1600, când durata medie de viață a fost de 30 de ani. Până în 2012, speranța medie de viață a SUA a fost de aproape 79. Motivele acestei creșteri includ canalizări și alte măsuri de salubritate, antibiotice, apă curată, refrigerare, vaccinuri și alte eforturi medicale pentru a preveni moartea copiilor și a bebelușilor, diete îmbunătățite și îngrijiri de sănătate mai bune. Unii oameni de știință prezic că speranța medie de viață va continua să crească, deși mulți se îndoiesc că media va fi vreodată mult mai mare decât 90. Dar câțiva spun că sunt posibile planuri de viață mult mai lungi. Cercetărorul Cawthon afirmă că dacă toate procesele de îmbătrânire ar putea fi eliminate și deteriorarea stresului oxidativ ar putea fi reparată, se poate face o estimare este că oamenii ar putea trăi chiar și 1.000 de ani.

 Geneticianul Richard Cawthon și colegii săi de la Universitatea din Utah au descoperit că telomerii mai scurți sunt asociați cu durata de viață mai scurtă. În rândul persoanelor mai mari de 60 de ani, cei cu telomeri mai scurți aveau de trei ori mai multe șanse să moară din cauza bolilor de inimă și de opt ori mai mari să moară din cauza bolilor infecțioase.

 Deși scurtarea telomerilor a fost legată de procesul de îmbătrânire, nu se știe încă dacă telomerii mai scurți sunt doar un semn al îmbătrânirii - ca părul alb - sau contribuie de fapt la îmbătrânire. Dacă telomeraza face ca celulele canceroase să fie nemuritoare, ar putea împiedica îmbătrânirea celulelor normale? Am putea prelungi durata de viață prin păstrarea sau restabilirea lungimii telomerilor cu telomeraza? Dacă da, ar crește riscul nostru de a face cancer?

 Oamenii de știință nu sunt încă siguri de aceste aspecte, dar au reușit să folosească telomeraza în laborator pentru a menține celulele umane să se împartă mult peste limita lor normală, iar celulele să nu devină canceroase. Dacă am folosi telomeraza pentru a „imortaliza” celulele umane, s-ar putea să putem produce în masă celule pentru transplant, inclusiv celule producătoare de insulină pentru a vindeca diabetul, celulele musculare pentru tratarea distrofiei musculare, celule cartilaginoase pentru anumite tipuri de artrită și celule de piele pentru vindecarea arsurilor și rănilor severe. O aprovizionare nelimitată de celule umane normale cultivate în laborator ar ajuta, de asemenea, eforturile de a testa noi medicamente și terapii genice.

Care este rolul telomerilor în procesul de îmbătrânire?

 Unele specii cu durată lungă de viață precum oamenii au telomeri mult mai scurți decât speciile precum șoarecii, care trăiesc doar câțiva ani. Nimeni nu știe de ce. Dar este o dovadă că telomerii singuri nu dictează durata de viață. Studiul lui Cawthon a descoperit că atunci când oamenii sunt împărțiți în două grupuri pe baza lungimii telomerilor, jumătatea cu telomeri mai lungi trăiește în medie cu cinci ani mai mult decât cei cu telomeri mai scurți. Acest studiu sugerează că durata de viață ar putea fi crescută cu cinci ani prin creșterea lungimii telomerilor la persoanele cu cei mai scurți.
Persoanele cu telomeri mai lungi se confruntă cu scurtarea telomerilor odată cu înaintarea în vârstă. Câți ani ar putea fi adăugați la viața noastră prin oprirea completă a scurtării telomerilor? Cawthon crede că 10 ani și poate 30 de ani.

 După vârsta de 60 de ani, riscul de deces se dublează la fiecare 8 ani. Deci, o persoană de 68 de ani are de două ori șansa de a muri într-un an, comparativ cu o persoană de 60 de ani. Studiul lui Cawthon a constatat că diferențele de lungime ale telomerilor reprezentau doar 4% din această diferență. Și în timp ce intuiția ne spune că persoanele în vârstă au un risc mai mare de deces, doar 6% se datorează pur și simplu vârstei cronologice.

 Atunci când lungimea telomerilor, vârsta cronologică și sexul sunt combinate (femeile trăiesc mai mult decât bărbații), acești factori reprezintă 37% din variația riscului de a muri peste 60 de ani. Deci, ce provoacă celelalte 63%? O cauză majoră a îmbătrânirii este „stresul oxidativ”. Este vorba despre deteriorarea ADN-ului, proteinelor și lipidelor (grăsimilor) cauzate de oxidanți, care sunt substanțe extrem de reactive care conțin oxigen. Acești oxidanți sunt produși în mod normal atunci când respirăm și rezultă, de asemenea, din inflamații, infecții și consumul de alcool și țigări. Într-un studiu, oamenii de știință au expus cobaii la două substanțe care neutralizează oxidanții, iar durata de viață a cobailor a crescut în medie cu 44%.

 Un alt factor al îmbătrânirii este „glicația”. Se întâmplă atunci când glucoza, principalul zahăr pe care îl folosim ca energie, se leagă de o parte din ADN-ul nostru, proteine și lipide, lăsându-le în imposibilitatea de a-și îndeplini funcțiile. Problema se agravează odată cu înaintarea în vârstă, determinând defecțiunea țesuturilor corpului, ducând la boală și moarte. Glicația poate explica de ce studiile efectuate pe animale de laborator indică faptul că restricționarea aportului caloric prelungește durata de viață. Cel mai probabil stresul oxidativ, glicația, scurtarea telomerilor și vârsta cronologică - alături de diverse gene - toate acționează împreuna pentru a provoca îmbătrânirea.

Telomerii și bolile

 Persoanele diagnosticate cu o boală numită diskeratoză congenitală au telomeri care se scurtează mult mai repede decât în mod normal. Aceste persoane suportă îmbătrânirea prematură și moartea. Ele se confruntă cu un risc mai mare de infecții care le pot pune viața în viață, leucemie și alte tipuri de cancer de sânge, tulburări intestinale, ciroză a ficatului și fibroză pulmonară, o rigidizare mortală a țesutului pulmonar.

 De asemenea, cei diagnosticați cu diskeratoză sunt mai susceptibili să aibă un proces mai lent de vindecare a rănilor, pete pe piele, tulburări intestinale, înmuierea oaselor și dizabilități de învățare. Implicația este că telomerii pot juca un rol în toate aceste condiții, deoarece toate aceste boli și afecțiuni implică țesuturi în care celulele se divid des. Există, de asemenea, unele dovezi care relaționează telomerii scurți și cu boala Alzheimer.

  1. Comentarii (0)

  2. Adaugă-l pe al tău
Rated 0 out of 5 based on 0 voters
There are no comments posted here yet

Lasă comentariile tale

  1. Posting comment as a guest. Sign up or login to your account.
Rate this post:
Ataşamente (0 / 3)
Share Your Location