O descoperire legată de mecanismele de reparare a ADN-ului deschide noi direcţii în tratamentele pentru cancer şi îmbătrânire.
Cercetările unei echipe de oameni de ştiinţă de la USC Dornsife, din Statele Unite, dezvăluie rolul-cheie al unei proteine în protejarea celor mai vulnerabile regiuni ale ADN-ului, deschizând astfel noi perspective pentru identificarea unor tratamente împotriva cancerului şi îmbătrânirii.
Proteina Nup98, cunoscută anterior pentru rolul său în transportul molecular, ar putea fi cheia pentru prevenirea erorilor genetice care pot duce la afecţiuni majore.
Atunci când ADN-ul se rupe în interiorul celulei, acest lucru poate să însemne un adevărat dezastru, mai ales dacă daunele apar în zone ale genomului care sunt greu de reparat.
Acum, oamenii de ştiinţă Irene Chiolo şi Chiara Merigliano de la USC Dornsife College of Letters, Arts and Sciences au descoperit că Nup98, cunoscută pentru rolul său în transportul moleculelor în şi din nucleul celulei, joacă un alt rol surprinzător: ghidarea celor mai delicate reparaţii ale celulei şi reducerea riscului de erori genetice care pot duce la cancer.
Descoperirile lor au fost publicate în revista Molecular Cell.
Cu sprijinul Institutelor Naţionale de Sănătate, al Fundaţiei Naţionale pentru Ştiinţă şi al Societăţii Americane a Cancerului, cercetătorii au putut descoperi că Nup98 formează structuri asemănătoare picăturilor în interiorul nucleului celular.
Aceste „condensate” acţionează ca nişte bule protectoare în jurul lanţurilor de ADN deteriorate din zonele numite heterocromatină - regiuni unde materialul genetic este atât de dens împachetat încât efectuarea unor reparaţii corecte este deosebit de dificilă.
Heterocromatina, un subiect central al cercetărilor din laboratorul lui Chiolo, este alcătuită din secvenţe de ADN repetitive, ceea ce face ca celula să confunde uşor diferite segmente de ADN.
Picăturile de Nup98 ajută la mutarea secţiunii deteriorate din această zonă densă a nucleului într-un loc mai puţin aglomerat, creând un spaţiu mai sigur pentru repararea corectă a ADN-ului. Astfel, procesul de reparare devine mai precis, reducând riscul de erori genetice care ar putea duce la cancer.
Sincronizarea este esenţială atunci când vine vorba de repararea ADN-ului, iar unul dintre cele mai importante roluri ale proteinei Nup98 este să ştie când să spună „Nu încă”.
Aceste condensate asemănătoare picăturilor ale proteinei acţionează ca un scut temporar în jurul ADN-ului deteriorat, ţinând departe anumite proteine de reparare care ar putea cauza probleme dacă ajung prea devreme. Una dintre aceste proteine, numită Rad51, poate conecta accidental piesele greşite de ADN dacă se implică prea devreme în proces.
„Picăturile de Nup98 împiedică Rad51 să intervină prea devreme, până când alte mecanisme nu aliniază piesele corecte ale ADN-ului. Doar după ce heterocromatina deteriorată se mută într-o altă zonă a nucleului, Rad51 poate finaliza în siguranţă repararea”, a explicat Chiolo, citată într-un comunicat.
Prin coordonarea acestui proces atent regizat, Nup98 ajută celulele să evite aranjamentele genetice periculoase, un aspect cheie al menţinerii stabilităţii genomului şi al încetinirii proceselor responsabile pentru cancer şi îmbătrânire.
Deşi cercetătorii au studiat celulele pe musca de oţet, informaţiile obţinute pot ajuta la înţelegerea modului în care mecanisme similare de reparare a ADN-ului funcţionează la oameni.
Multe mecanisme de reparare a ADN-ului la musca de oţet sunt comune şi altor specii, ceea ce le face un model puternic pentru înţelegerea stabilităţii genomului.
Descoperirea asupra proteinei Nup98 ar putea avea un impact în lumea reală, în special pentru boli precum leucemia mieloidă acută, unde mutaţiile Nup98 joacă un rol cunoscut.
Prin elucidarea modului în care Nup98 ghidează repararea ADN-ului, oamenii de ştiinţă speră să descopere de ce mutaţiile sale sunt atât de periculoase şi cum să le valorifice pentru a perturba celulele canceroase în tratamentele ţintite.
În cele din urmă, cercetătorii notează că s-ar putea transforma mutaţiile Nup98 care duc la cancer, în special la leucemie mieloidă acută, în ţinte de tratament, fie prin perturbarea celulelor care poartă mutaţia, fie prin inactivarea funcţiilor dăunătoare ale proteinelor care suferă mutaţii.
Echipa vede, de asemenea, un potenţial pe termen lung pentru terapii care ar putea îmbunătăţi sau imita funcţiile protectoare ale proteinei Nup98, reducând riscul de instabilitate a ADN-ului - care este un factor major nu doar în cancer, ci şi în îmbătrânire şi alte afecţiuni legate de destabilizarea genomului.
Foto articol: Reprezentare artistică a unui mecanism celular recent descoperit, în care picăturile de proteine protejează regiunile genomului care sunt deosebit de susceptibile la erori în repararea ADN-ului. (Ilustraţie: Yekaterina Kadyshevskaya.)
