Os mecanismos do câncer sempre a surpreenderem-nos!

Por Rita Zilhão, Faculdade de Ciências de Lisboa, Portugal

Antes de iniciar o texto sobre a descoberta que os cientistas fizeram, eu gostaria, de um modo simples, fornecer três conceitos (para quem eles já forem claros pode passar de imediato ao texto): 1) Para que uma célula eucariótica* se divida e dê origem a duas novas células é necessário que ela passe por uma série de fases que, no seu conjunto, se designa de ciclo celular; 2) De forma a assegurar uma correcta divisão e que tudo corra bem para as novas células-filhas, o ciclo celular está sujeito a uma série de pontos de controle designados “checkpoints”; esses, ao longo das diferentes fases do ciclo celular, aferem as condições da célula e asseguram que a divisão celular ocorra unicamente em condições favoráveis; 3) O genoma corresponde ao conjunto de toda a informação genética que se encontra  inscrita na molécula de DNA que, por sua vez, está estruturalmente organizada em cromossomas que se localizam no núcleo de cada célula dos organismos.

Em fevereiro de 2018, escrevi para este blogue um texto que se intitulava “Modulação dos telómeros (em português brasileiro – telômeros) para impedir a sua instabilidade, característica das células cancerígenas e em envelhecimento” e que explicava as particularidades e a composição das extremidades dos cromossomas lineares em eucariotas, e como estes eram protegidos por umas estruturas designadas de telómeros.

Figura 1: Possíveis caminhos de uma célula tumoral após divisão. Modificado a partir do artigo de Ewa Sikora et al., 2016.

Texto

O que pretendo relatar é o contributo de um grupo de cientistas que permitiu relacionar, ainda mais do que já se sabia, uma estrutura tão diminuta quanto as extremidades dos cromossomas, com o surgimento de mutações necessárias ao desenvolvimento do câncer!

Ora bem, os cromossomas quando quebrados ou muito danificados na sua sequência de DNA são tóxicos para a célula e geram aquilo a Figque se chama instabilidade genômica.  Contudo, as células evoluíram de forma a detectar e a reparar estas lesões no DNA. Na verdade, dependendo do estado da célula e de muitos outros fatores, e através dos checkpoints do ciclo celular, são desencadeados mecanismos que podem ter diferentes consequências para a célula: paragem transiente (suspensão transitória) do ciclo de divisão da célula de forma a que possa ocorrer, através de vias específicas, a reparação dos danos no DNA; saída definitiva do seu ciclo de divisões; morte da célula. Tudo isto são boas notícias, pois significa que há forma de não perpetuar para as gerações seguintes as alterações cromossómicas (em português brasileiro – cromossômica) e muitas das modificações genéticas que ocorreram na célula mãe.

Todavia, porque os cromossomas dos organismos eucariotas são lineares, duas complicações poderiam surgir: confundir as suas extremidades com DNA quebrado e ocorrer o progressivo encurtamento dos cromossomas após cada divisão da célula. Ups! E agora? Tudo bem, pois ambos os problemas se resolveram porque as extremidades dos cromossomas lineares têm características genéticas e estruturais adequadas à sua proteção – os telómeros – compostos por uma enzima, a telomerase, e por um complexo proteico conhecido como shelterin. Juntamente com outros factores, os telómeros são estruturas protectoras que salvaguardam as extremidades dos cromossomas de sofrerem uma reparação e processamentos inadequados. Quando eventualmente ocorre esta reparação (anormal) nas extremidades dos cromossomas, as consequências podem ser muito diversas: distribuição desigual do material genético durante a divisão da célula; instabilidade genômica; desenvolvimento de malignidade.

Pois é, de facto este estado protector pode ser perdido, por exemplo, devido a alterações no complexo de shelterin ou por falha da capacidade de manter o comprimento dos telómeros, como acontece nas células somáticas*. Nessa altura são activados alguns dos checkpoints celulares e as extremidades dos cromossomas começam a ser encaradas e tratadas como quebras de cromossomas. Iniciam-se várias cascatas de reparação que conduzem a diferentes destinos celulares como a morte celular, ou a um estado, ainda viável, mas em que células que deixam de proliferar – senescência replicativa. É um estado geralmente irreversível e por isso considerado a primeira linha de defesa contra o aparecimento de células de proliferação descontrolada (imortalidade). Porém, se ocorrerem alterações de alguns checkpoints, as células fazem um bypass da senescência e continuam a dividir-se, com os telómeros a tornarem-se cada vez mais curtos, até que as células atingem um estado de extrema disfunção telomérica designada crise replicativa (ou telomérica). Apesar da maioria das células em crise morrer, há umas que escapam. Estas exibem uma considerável instabilidade genômica, perda de controlos por checkpoints e recuperação da capacidade de manutenção de telómeros, via activação da telomerase (que contrabalança o encurtamento dos telómeros e que irá permitir o crescimento celular infinito).

O que Nassour, J. et al. descobriram é que, é justamente durante a própria crise replicativa e o seu bypass que as células adquirem mais mutações genéticas (transformação celular oncogénica), que lhes permitirão ultrapassar a morte celular por autofagia*. Ou seja: a crise replicativa, um período de extrema instabilidade genômica, pode ser restringida por autofagia e, então, ser um poderoso mecanismo de supressão de tumores ou, dependendo de alterações genéticas sofridas neste estado de crise, derivar para um processo de transformação celular que conduz à malignidade e à inerente proliferação celular.

Estes e outros estudos realçam como a carcinogénese é um processo que abarca vários níveis de regulação celular. Tem sido a compreensão dos mecanismos moleculares que interligam a rede de processos implicados nos três grandes marcos do câncer: transformação oncogénica, que agora se acredita que requerem o bypass da crise replicativa e perda da função autofágica; a resistência à morte celular, com a abolição dos mecanismos de morte programada; a imortalidade, com o re-estabelecimento da manutenção dos telómeros, que tem permitido, sem dúvida, um combate mais integrativo eficiente do câncer.

Glossário:

  • Eucariotas – organismos eucariotas são organismos ou células que possuem um núcleo e organelos delimitados por membranas. No núcleo estão localizados os cromossomas que contêm a informação genética.
  • Células somáticas – são todas as células do corpo excepto as células sexuais.
  • Autofagia – processo celular que dá origem à degradação de componentes da própria célula. É um processo estreitamente regulado que desempenha uma função normal no crescimento celular, diferenciação e na homeostase, e é um dos principais mecanismos por meio dos quais uma célula em estado de desnutrição redistribui os nutrientes.

Para saber mais clique aqui e acesse o artigo original.

Os fungos podem salvar as abelhas

Por Barbara Lima Silva & Elisandro Ricardo Drechsler dos Santos
Aluna do Curso de Ciências Biológicas & Prof. do Depto. de Botânica da UFSC

Figura 1. Ilustração interpretativa das interações dos fungos com outros seres vivos em um ambiente natural.
Fonte: https://fungi.com

Você já imaginou o que aconteceria se todas as abelhas desaparecessem?

A polinização de muitas plantas não aconteceria.

Tudo bem, mas qual o problema?
O problema é que as abelhas, ao levarem pólen de uma flor para outra, acabam sendo responsáveis pela continuidade da vida de várias espécies de plantas, incluindo aquelas que utilizamos para nossa alimentação. As abelhas polinizam várias plantas que cultivamos (laranja, maçã, café etc.), o que garante a produção de mais da metade dos alimentos para nossa espécie. Por isso as abelhas são consideradas atualmente um dos seres vivos mais importantes do planeta.

Então, voltando à pergunta: você já imaginou o mundo sem abelhas? Continuar lendo

Sorrir de novo: o uso de células tronco no tratamento da paralisia facial

Por Michelle Tillmann Biz – Dpto. de Ciências Morfológicas / UFSC

O nervo facial é um nervo periférico responsável por fornecer mobilidade para os músculos de expressão facial (que nos fazem sorrir, por exemplo) e do pescoço. Esse nervo possui um longo segmento extra-ósseo (fora da proteção de cavidade óssea) possuindo, nesse trajeto, uma localização superficial na face. Por isso, é comumente afetado por lesões traumáticas, causando paralisia facial, com implicações graves para os pacientes.

A regeneração bem sucedida desse tipo de lesão (de nervos periféricos) depende do suporte das células de Schwann (SC), células que formam a bainha de mielina. Após uma Continuar lendo

Máquinas projetadas para ler mentes e também analisar o seu humor

Por Keli F. Seidel – Universidade Tecnológica Federal do Paraná – UTFPR

Em um mundo tecnológico, onde hackers tentam a todo momento furtar dados e informações, burlando regras de segurança na internet, ouvir falar de uma máquina projetada para ler mentes pode ser um pouco assustador. Será que pesquisadores estariam projetando uma máquina capaz de acessar seus pensamentos sem sua permissão?

Bom, definitivamente esse não é o intuito da pesquisadora Maryam Shanechi da Universidade do Sul da Califórnia. Seu intuito é permitir que pacientes com paralisia motora consigam desenvolver algum meio de comunicação através da leitura de pulsos cerebrais, os quais são decodificados trazendo novamente uma forma de comunicação a esses pacientes. Seu principal trabalho é desenvolver algoritmos de Continuar lendo

A mutação gênica que predispõe os seres humanos à aterosclerose

Por Marco Augusto StimamiglioInstituto Carlos Chagas – Fiocruz/PR 

Estudos científicos que tratam da evolução da humanidade sugerem que a perda de genes foi decisiva na origem de nossa espécie. Estima-se que, entre 2 e 3 milhões de anos atrás, os humanos perderam a função de um gene com a sigla CMAH (proveniente do nome em inglês CMP-Neu5Ac Hydroxylase) . Esse gene permanece atualmente ativo em outros primatas não humanos. A mutação no gene CMAH aumentou a resistência dos nossos ancestrais para correr longas distâncias. Esta ‘vantagem adaptativa’ pode ter sido decisiva na conquista de novos territórios e na fuga de predadores, por exemplo. Naturalmente, é razoável considerar que não foi apenas essa mutação individual que nos trouxe tão atrativa adaptação, mas, possivelmente, também a perda de pelos ​​e a expansão das glândulas sudoríparas tenham ajudado a manter esses ‘maratonistas’ arejados. Seja como for, os cientistas ainda não sabem muito sobre as alterações celulares que nos proporcionaram maior resistência na corrida quando comparados aos macacos. Continuar lendo

Dr. YouTubeTM, a evolução do Dr. GoogleTM

Por Filipe Modolo – Dpto. de Patologia, UFSC

Não é novidade para nenhum de nós que a internet tem uma importância enorme em nossas vidas e trouxe consigo diversos benefícios, como difusão mais rápida de informações, interação virtual em redes sociais, maior facilidade de comunicação entre pessoas que encontram-se distantes e diversas comodidades, como serviços de transporte, banco, entrega e namoro, entre outras… No entanto, quando a internet é utilizada de maneira inapropriada, traz consigo diversos malefícios, como informações superficiais e/ou falsas (fake news), superficialização das relações pessoais (muito amigos virtuais e pouco contato humano), propagação de crimes virtuais, ciberbullying, etc… Continuar lendo

Acionando a destruição de tumores a partir da injeção de células moribundas 

Por Bruno Costa da Silva – Champalimaud Centre for the Unknown/Lisboa – Portugal

Como discutido no artigo do CDQ de 30 de outubro de 2013 (Abaixo à corrupção tumoral!), apesar das células cancerígenas serem as protagonistas nas lesões tumorais, a conivência de células não tumorais, como as do sistema imune, é chave para o aparecimento e progressão maligna de tumores. Apesar de já estudada durante alguns anos, a utilização de células imunes geneticamente modificadas para matar tumores, também conhecidas como células T com receptor de antígeno quimérico ou células T CAR, só foi aprovada para uso em pacientes em 2017 pelo FDA dos Estados Unidos (U.S. Food & Drug Administration). Essa aprovação, inicialmente aplicada em pacientes pediátricos com leucemia e adultos com linfomas, abriu uma encorajadora gama de possibilidades para a potencial erradicação de tumores de difícil tratamento, como os com espalhamento metastático. Utilizando como base um racional parecido, em um trabalho liderado pelo Dr. Andrew Oberst da Universidade de Washington, publicado na revista Science Immunology, em junho de 2019, Cientistas Descobriram Que a inoculação de células não tumorais em estado moribundo são capazes de induzir significante resposta imune antitumoral em animais Continuar lendo