Cientistas descobriram por que algumas células duplicadas de DNA se recusam a morrer

Antes que uma célula possa se dividir em duas células separadas, ela deve primeiro copiar todo o seu DNA para que cada nova célula receba um modelo genético completo. Em alguns casos, o DNA é copiado com sucesso, mas a célula não se divide completamente. O resultado é uma única célula com o dobro da quantidade normal de DNA, conhecida como duplicação do genoma completo (WGD).

Uma maneira simples de visualizar isso é fazer duas fotocópias de um documento, mas acidentalmente colocar as duas cópias na mesma pasta em vez de separá-las.

Os cientistas sabem há muito tempo que a duplicação de genomas inteiros pode ter consequências importantes. As células com excesso de ADN podem deixar de funcionar normalmente, tornar-se inativas, morrer, transformar-se noutros tipos de células, acumular danos relacionados com a idade ou contribuir para doenças, incluindo o cancro.

As células podem falhar de duas maneiras diferentes

Os pesquisadores da Universidade de Hokkaido queriam entender se a maneira específica como uma célula falha durante a divisão altera o que acontece a seguir.

A equipe se concentrou em duas causas principais de duplicação do genoma completo: falha na citocinese e deslizamento mitótico.

Durante a falha da citocinese, a célula completa quase todo o processo de divisão, mas falha na etapa final, onde se divide fisicamente em duas células separadas. No deslizamento mitótico, a célula inicia o processo de divisão, mas sai prematuramente antes que seus cromossomos se separem adequadamente.

“Embora a duplicação completa do genoma ocorra através de múltiplos processos celulares, não está claro se as diferenças na rota afetam as características celulares resultantes”, disse o professor associado Ryota Uehara, autor correspondente do estudo.

Embora ambos deixem células com DNA duplicado erroneamente, os pesquisadores descobriram que os resultados são dramaticamente diferentes.

Por que algumas células duplicadas de DNA sobrevivem?

Usando imagens de células vivas e técnicas de rotulagem específicas de cromossomos, os cientistas rastreiam como as células se comportam após passarem pela duplicação de todo o genoma por meio de dois processos diferentes.

As células geradas por falha na citocinese eram muito mais estáveis ​​e tinham maior chance de sobrevivência. As células produzidas através do deslizamento mitótico, no entanto, muitas vezes apresentam distribuição cromossômica desigual e baixas taxas de sobrevivência.

Os pesquisadores descobriram que a organização dos cromossomos é o fator-chave por trás dessas diferenças.

No deslizamento mitótico, os cromossomos frequentemente segregam de forma desigual, criando graves desequilíbrios genéticos que reduzem a capacidade de sobrevivência de uma célula. Na falha da citocinese, a distribuição cromossômica é mais equilibrada, permitindo que as células permaneçam mais estáveis.

A equipe também descobriu que quando melhoraram experimentalmente a segregação cromossômica em células submetidas a deslizamento mitótico, as células se tornaram significativamente mais viáveis.

Implicações para a pesquisa do câncer

As descobertas podem ter implicações importantes para o tratamento e prevenção do câncer.

A duplicação completa do genoma é comumente encontrada em células cancerígenas e algumas terapias contra o câncer também podem desencadear isso inadvertidamente. Após adquirir DNA adicional, as células sobreviventes podem continuar a proliferar e potencialmente contribuir para a recorrência do tumor.

Novas pesquisas sugerem que direcionar os processos de segregação cromossômica pode impedir que células anormais sobrevivam e continuem a crescer.

“Existem vários mecanismos pelos quais pode ocorrer a duplicação de todo o genoma, mas os seus efeitos individuais têm sido largamente ignorados”, disse Uehara. “Desafiámos esta visão convencional comparando células formadas através de diferentes processos e descobrimos que estas diferenças podem afectar o comportamento celular a longo prazo”.