Οι ερευνητές έχουν βρει τα πρώτα στοιχεία ότι η μείωση των τελομερών δεν είναι μόνο σημάδι γήρανσης, αλλά ένα βασικό συστατικό του συστήματος πρόληψης του καρκίνου του σώματος.
Με την πάροδο του χρόνου, οι άκρες των χρωμοσωμάτων σας -που ονομάζονται τελομερή- γίνονται μικρότερες. Αυτή η διαδικασία θεωρείται από καιρό ως παρενέργεια της γήρανσης, αλλά μια πρόσφατη μελέτη δείχνει ότι είναι στην πραγματικότητα καλή για εσάς.
«Τα τελομερή προστατεύουν το γενετικό υλικό», σύμφωνα με την Titia de Lange, καθηγήτρια του Leon Hess στο Rockefeller. «Το DNA στα τελομερή μειώνεται όταν τα κύτταρα διαιρούνται, σταματώντας τελικά την κυτταρική διαίρεση όταν εξαντλείται το αποθεματικό των τελομερών».
Νέα αποτελέσματα από το εργαστήριο της de Lange παρέχουν τις πρώτες ενδείξεις ότι η μείωση των τελομερών βοηθά στην πρόληψη του καρκίνου στον άνθρωπο, πιθανώς λόγω της δύναμής του να περιορίσει την κυτταρική διαίρεση.
Η μελέτη δημοσιεύθηκε στο eLife. Τα ευρήματα ελήφθησαν με ανάλυση μεταλλάξεων σε οικογένειες με εξαιρετικά ιστορικά καρκίνου και δίνουν την απάντηση σε μια δεκαετή ερώτηση σχετικά με τη σχέση μεταξύ τελομερών και καρκίνου.
Μια μακροχρόνια διαμάχη
Στα βλαστικά κύτταρα, συμπεριλαμβανομένων εκείνων που παράγουν ωάρια και σπερματοζωάρια, τα τελομερή διατηρούνται από την τελομεράση, ένα ένζυμο που προσθέτει τελομερικό DNA στα άκρα των χρωμοσωμάτων. Η τελομεράση δεν υπάρχει στα φυσιολογικά ανθρώπινα κύτταρα, γι’ αυτό και τα τελομερή τους μικραίνουν καθώς περνούν τα χρόνια. Αυτό το πρόγραμμα συντόμευσης των τελομερών περιορίζει τον αριθμό των διαιρέσεων των φυσιολογικών ανθρώπινων κυττάρων σε περίπου 50 (σε ορισμένα είδη κυττάρων).
Η ιδέα ότι η μείωση των τελομερών θα μπορούσε να είναι μέρος της άμυνας του σώματος κατά του καρκίνου προτάθηκε για πρώτη φορά πριν από δεκαετίες. Όταν ένα καρκινικό κύτταρο πρώιμου σταδίου χωριστεί, περίπου κατά 50 φορές, οι επιστήμονες φαντάστηκαν ότι η εξάντληση του αποθεματικού των τελομερών θα εμπόδιζε την περαιτέρω ανάπτυξη του καρκίνου. Μόνο εκείνοι οι καρκίνοι που καταφέρνουν να ενεργοποιήσουν την τελομεράση θα έσπασαν αυτό το φράγμα. Οι κλινικές παρατηρήσεις φάνηκε να υποστηρίζουν αυτήν την υπόθεση.
«Οι περισσότεροι κλινικά ανιχνεύσιμοι καρκίνοι έχουν ενεργοποιήσει εκ νέου την τελομεράση, συχνά μέσω μεταλλάξεων», λέει η de Lange. Επιπλέον, τα πειράματα ποντικών έδειξαν ότι η μείωση των τελομερών μπορεί πράγματι να προστατεύει από τον καρκίνο. Ωστόσο, τα στοιχεία για το σύστημα καταστολής των τελομερών στους όγκους παρέμειναν αόριστα τις τελευταίες δύο δεκαετίες και η ύπαρξή του στον άνθρωπο παρέμεινε αμφιλεγόμενη.
Λύση σε ένα πρόβλημα δεκαετιών
Η οδός της τελομερικής καταστολής των όγκων μπορεί να λειτουργήσει μόνο εάν γεννηθούμε με τελομερή που έχουν το σωστό μήκος. Εάν τα τελομερή είναι πολύ μεγάλα, το αποθεματικό τελομερών δεν θα εξαντληθεί εγκαίρως για να σταματήσει η ανάπτυξη καρκίνου. Μεγαλύτερα τελομερή προσφέρουν στα καρκινικά κύτταρα επιπλέον διαιρέσεις κατά τις οποίες οι μεταλλάξεις μπορούν να εισχωρήσουν στο γενετικό κώδικα, συμπεριλαμβανομένων των μεταλλάξεων που ενεργοποιούν την τελομεράση.
Για δεκαετίες, το εργαστήριο της de Lange μελετά την περίπλοκη διαδικασία με την οποία ρυθμίζονται τα τελομερή. Αυτή και άλλοι εντόπισαν ένα σύνολο πρωτεϊνών που μπορούν να περιορίσουν το μήκος των τελομερών σε καλλιεργημένα ανθρώπινα κύτταρα, μεταξύ των οποίων μια πρωτεΐνη που ονομάζεται TIN2. Όταν η ΤΙΝ2 αναστέλλεται, η τελομεράση επιμηκύνει υπερβολικά τα τελομερή. Αλλά δεν ήταν γνωστό εάν η TIN2 ρύθμιζε επίσης το μήκος των τελομερών κατά τη γέννηση.
Το αδιέξοδο συνεχίστηκε μέχρι οι γιατροί στο Ιατρικό Κέντρο του Πανεπιστημίου Radboud στην Ολλανδία να επικοινωνήσουν με την de Lange σχετικά με αρκετές οικογένειες με καρκίνο. Οι γιατροί διαπίστωσαν ότι αυτές οι οικογένειες είχαν μεταλλάξεις στο TINF2, το γονίδιο που κωδικοποιεί την πρωτεΐνη TIN2 που βοηθά στον έλεγχο του μήκους των τελομερών. Τότε ζήτησαν από την de Lange να το ερευνήσει.
Η Isabelle Schmutz, μεταδιδακτορική επιστήμων στο εργαστήριο de Lange, χρησιμοποίησε την τεχνολογία επεξεργασίας γονιδίων CRISPR για να δημιουργήσει κύτταρα με τις ίδιες ακριβώς μεταλλάξεις που είχαν οικογένειες της Ολλανδίας και εξέτασε τα προκύπτοντα μεταλλαγμένα κύτταρα. Διαπίστωσε ότι τα μεταλλαγμένα κύτταρα είχαν πλήρως λειτουργικά τελομερή και χωρίς γονιδιωματική αστάθεια. Ήταν, για όλες τις προθέσεις και σκοπούς, φυσιολογικά υγιή κύτταρα. Αλλά υπήρχε ένα πράγμα λάθος με τα κύτταρα. «Τα τελομερή τους έγιναν πολύ μεγάλα», λέει η de Lange. Ομοίως, τα τελομερή των ασθενών ήταν ασυνήθιστα μεγάλα. «Αυτοί οι ασθενείς έχουν τελομερή που είναι πολύ πάνω από το 99ο εκατοστημόριο», είπε η de Lange.
«Τα δεδομένα δείχνουν ότι εάν γεννηθείτε με μακριά τελομερή, διατρέχετε μεγαλύτερο κίνδυνο καρκίνου”, ανέφερε η de Lange. «Βλέπουμε πώς η απώλεια της τελομερικής οδού καταστολής όγκων σε αυτές τις οικογένειες οδηγεί σε καρκίνο του μαστού, καρκίνο του παχέος εντέρου, μελάνωμα και καρκίνο του θυρεοειδούς. Αυτοί οι καρκίνοι κανονικά θα είχαν αποκλειστεί από τη μείωση των τελομερών. Το ευρύ φάσμα καρκίνων σε αυτές τις οικογένειες δείχνει τη δύναμη της τελομερικής οδού καταστολής όγκων».
Η μελέτη είναι απόδειξη της δύναμης της βασικής επιστήμης για να μεταμορφώσει την κατανόησή μας για την ιατρική. «Το πώς ρυθμίζονται τα τελομερή είναι ένα θεμελιώδες πρόβλημα», τόνισε η de Lange. «Και δουλεύοντας σε ένα θεμελιώδες πρόβλημα, καταφέραμε τελικά να καταλάβουμε την προέλευση μιας ανθρώπινης ασθένειας».
