O descoperire legată de mecanismele de reparare a ADN-ului deschide noi direcții în tratamentele pentru cancer și îmbătrânire.
Cercetările unei echipe de oameni de știință 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 și îmbătrânirii.
Proteina Nup98, cunoscută anterior pentru rolul său în transportul molecular, ar putea fi cheia pentru prevenirea erorilor genetice care pot duce la afecțiuni 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 știință Irene Chiolo și Chiara Merigliano de la USC Dornsife College of Letters, Arts and Sciences au descoperit că Nup98, cunoscută pentru rolul său în transportul moleculelor în și din nucleul celulei, joacă un alt rol surprinzător: ghidarea celor mai delicate reparații ale celulei și reducerea riscului de erori genetice care pot duce la cancer.
Descoperirile lor au fost publicate în revista Molecular Cell.
Cu sprijinul Institutelor Naționale de Sănătate, al Fundației Naționale pentru Știință și al Societății Americane a Cancerului, cercetătorii au putut descoperi că Nup98 formează structuri asemănătoare picăturilor în interiorul nucleului celular.
Aceste „condensate” acționează ca niște bule protectoare în jurul lanțurilor de ADN deteriorate din zonele numite heterocromatină - regiuni unde materialul genetic este atât de dens împachetat încât efectuarea unor reparații corecte este deosebit de dificilă.
Heterocromatina, un subiect central al cercetărilor din laboratorul lui Chiolo, este alcătuită din secvențe de ADN repetitive, ceea ce face ca celula să confunde ușor diferite segmente de ADN.
Picăturile de Nup98 ajută la mutarea secțiunii deteriorate din această zonă densă a nucleului într-un loc mai puțin aglomerat, creând un spațiu 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 esențială atunci când vine vorba de repararea ADN-ului, iar unul dintre cele mai importante roluri ale proteinei Nup98 este să știe când să spună „Nu încă”.
Aceste condensate asemănătoare picăturilor ale proteinei acționează ca un scut temporar în jurul ADN-ului deteriorat, ținând departe anumite proteine de reparare care ar putea cauza probleme dacă ajung prea devreme. Una dintre aceste proteine, numită Rad51, poate conecta accidental piesele greșite 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 siguranță 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 menținerii stabilității genomului și al încetinirii proceselor responsabile pentru cancer și îmbătrânire.
Deși cercetătorii au studiat celulele pe musca de oțet, informațiile obținute pot ajuta la înțelegerea modului în care mecanisme similare de reparare a ADN-ului funcționează la oameni.
Multe mecanisme de reparare a ADN-ului la musca de oțet sunt comune și altor specii, ceea ce le face un model puternic pentru înțelegerea stabilității genomului.
Descoperirea asupra proteinei Nup98 ar putea avea un impact în lumea reală, în special pentru boli precum leucemia mieloidă acută, unde mutațiile Nup98 joacă un rol cunoscut.
Prin elucidarea modului în care Nup98 ghidează repararea ADN-ului, oamenii de știință speră să descopere de ce mutațiile sale sunt atât de periculoase și cum să le valorifice pentru a perturba celulele canceroase în tratamentele țintite.
În cele din urmă, cercetătorii notează că s-ar putea transforma mutațiile Nup98 care duc la cancer, în special la leucemie mieloidă acută, în ținte de tratament, fie prin perturbarea celulelor care poartă mutația, fie prin inactivarea funcțiilor dăunătoare ale proteinelor care suferă mutații.
Echipa vede, de asemenea, un potențial pe termen lung pentru terapii care ar putea îmbunătăți sau imita funcțiile protectoare ale proteinei Nup98, reducând riscul de instabilitate a ADN-ului - care este un factor major nu doar în cancer, ci și în îmbătrânire și alte afecțiuni legate de destabilizarea genomului.
