A cada segundo, inúmeras células do corpo humano se dividem para criar novas células. É um dos processos mais importantes da biologia e depende de milhares de moléculas trabalhando juntas com incrível precisão. Mas às vezes o processo falha de forma inesperada.
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 seu projeto genético completo. Em alguns casos, o DNA é copiado com sucesso, mas a célula nunca se divide completamente. O resultado é uma única célula contendo o dobro da quantidade normal de DNA, uma condição conhecida como duplicação do genoma completo (WGD).
Uma maneira simples de imaginar isso é como 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 todo o genoma pode ter consequências graves. As células com ADN extra podem deixar de funcionar adequadamente, tornar-se inativas, morrer, transformar-se noutros tipos de células, acumular danos relacionados com a idade ou contribuir para doenças, incluindo o cancro.
Duas maneiras diferentes de as células falharem
Pesquisadores da Universidade de Hokkaido queriam entender se o que acontece após a divisão muda o que acontece após a divisão.
A equipe se concentrou em duas causas principais da duplicação completa do genoma: falha na citocinese e deslizamento mitótico.
Durante a falha da citocinese, a célula completa a maior parte do processo de divisão, mas falha na etapa final, quando se divide fisicamente em duas células separadas. No deslizamento mitótico, uma célula inicia o processo de divisão, mas sai muito cedo, antes que seus cromossomos sejam devidamente separados.
“Embora a duplicação de todo o genoma ocorra através de vários processos celulares, não estava claro se as diferenças na via afetam as características das células resultantes”, disse o professor associado Ryota Uehara, autor correspondente do estudo.
Embora ambos os erros deixem as células com DNA duplicado, os pesquisadores descobriram que os resultados são dramaticamente diferentes.
Por que algumas células com DNA duplicado sobrevivem
Usando imagens de células vivas e uma técnica específica de marcação de cromossomos, os cientistas rastrearam como as células se comportavam após a duplicação do genoma completo através de dois mecanismos diferentes.
As células geradas pela falha da citocinese eram muito mais estáveis e tinham maior chance de sobrevivência. As células geradas através do deslizamento mitótico, no entanto, muitas vezes apresentam distribuição desigual de cromossomos e taxas de sobrevivência mais baixas.
Os pesquisadores descobriram que a organização dos cromossomos era um fator-chave nessas diferenças.
No deslizamento mitótico, os cromossomos geralmente se dividem de forma desigual, criando um grave desequilíbrio genético que reduz a capacidade de sobrevivência da célula. Com citocinese insuficiente, a distribuição cromossômica permanece 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 do genoma completo é comumente encontrada em células cancerígenas, e alguns tratamentos contra o câncer também podem causar isso inadvertidamente. As células que sobrevivem após receberem DNA adicional podem continuar a proliferar e potencialmente contribuir para a recorrência do tumor.
Um novo estudo mostra que direcionar os processos de separação dos cromossomos pode ajudar a impedir que células anormais sobrevivam e continuem a crescer.
“Existem vários mecanismos pelos quais a duplicação de todo o genoma pode ocorrer, mas as suas diversas consequências têm sido largamente ignoradas”, diz Uehara. “Desafiámos esta sabedoria convencional comparando células formadas por diferentes mecanismos e descobrimos que estas diferenças podem afectar o comportamento das células a longo prazo”.
