Erorile în diviziunea celulelor cerebrale pot cauza cancer și tulburări de dezvoltare
O echipă de cercetători de la Universitatea din Virginia a descoperit cum greșelile în ultima etapă a diviziunii celulare pot avea consecințe grave pentru celulele cerebrale în dezvoltare.
Aceste descoperiri oferă noi perspective importante asupra cancerului și tulburărilor de dezvoltare, ajutând la explicarea modului în care organismul încearcă să se protejeze și ce se întâmplă atunci când nu reușește.
Genele care controlează procesul de tăiere a punții între celulele care se divid, numite „abscisie”, au fost deja legate de cancer și tulburări neurodezvoltamentale. Cu toate acestea, până acum, cercetătorii nu erau siguri ce se întâmplă exact când abscisia eșuează în creierul în dezvoltare. Noile perspective de la UVA vor ajuta la dezvoltarea de metode noi pentru a preveni efectele dăunătoare ale greșelilor de abscisie.
Creierul în stadiu incipient este format dintr-un strat de celule care arată ca o structură de fagure. Celulele trebuie să se dividă rapid pentru a extinde acest strat și a construi un creier de dimensiunea corectă. De fiecare dată când se divid, rămâne o punte subțire între ele, care trebuie tăiată. Dacă celulele nu reușesc să taie această punte, ele se unesc din nou într-o celulă mare, care, în mod normal, suferă moarte celulară. Studiul arată că, dacă prevenim moartea acestor celule de dimensiuni duble, acestea vor încerca din nou să se dividă, dar vor eșua din nou, formând celule gigant „monstru” în interiorul stratului celular, perturbând astfel tiparul de fagure.
Dwyer și echipa sa, condusă de Kaela S. Lettieri, au analizat consecințele greșelilor de abscisie în celulele care formează creierul în dezvoltare. Lucrând cu șoareci de laborator, cercetătorii au constatat că aceste greșeli au cauzat schimbări dramatice în celulele noi. În loc de un singur nucleu – centrul de control al celulei – celulele defecte aveau două. Membranele exterioare ale celulelor erau mărite, iar structurile filamentare (sau „cilia”) care acționează ca antene celulare erau elongate. În plus, unele celule aveau două cilia.
Cercetătorii au identificat o proteină specifică, numită p53, care îndeplinește rolul de curățare în răspuns la greșelile de abscisie. Organismul nostru produce această proteină pentru a detecta ADN-ul deteriorat sau celulele anormale, iar aceasta determină autodistrugerea celulelor defecte. Când cercetătorii au blocat proteina p53, celulele anormale au supraviețuit, au încercat și au eșuat din nou să se dividă și au devenit și mai defecte, având multiple nucleuri și cilia, perturbând tiparul normal de fagure al stratului celular. Cercetătorii cred că această multiplicare a greșelii ar putea conduce la tumori canceroase și tulburări de dezvoltare.
„Când am examinat pentru prima dată țesutul, schimbările anormale din celulele care au eșuat abscisia erau prezente, dar mai subtile, probabil din cauza celulelor anormale care sufereau moarte celulară,” a declarat Lettieri. „Prin urmare, când am blocat moartea celulară și am reexaminat țesutul, a fost izbitor să observăm cât de mult mai grave au devenit celulele anormale.”
Conform rezultatelor lor, cercetătorii de la UVA concluzionează că proteina p53 poate acționa ca un gardian puternic al structurii creierului în dezvoltare, declanșând autodistrugerea celulelor de dimensiuni duble. Însă au descoperit și efecte alarmante dacă aceasta eșuează, efecte care se amplifică în timp. Concentrându-se pe acest proces, cercetătorii ar putea dezvolta tratamente care să oprească anumite forme de cancer sau să prevină tulburările neurodezvoltamentale cu mult înainte de naștere.
„Creierul în dezvoltare pare să aibă mecanisme specializate de diviziune celulară pentru a produce miliarde de neuroni într-un interval scurt de timp și, de asemenea, un răspuns p53 mai sensibil decât alte organe,” a afirmat Dwyer. „Dacă putem înțelege cum creierul nostru menține un control atât de excepțional al acestor procese, acest lucru ar putea ajuta în cele din urmă la dezvoltarea de tratamente sau prevenirea unor defecte congenitale și cancere.”
