A cada segundo, inúmeras células no corpo humano se dividem para formar novas células. Este é um dos processos mais cruciais na biologia e depende da colaboração precisa de milhares de moléculas. No entanto, ocasionalmente, esse processo falha de maneiras inesperadas.
Antes que uma célula possa se dividir em duas, primeiro ela precisa copiar todo o seu DNA, garantindo que cada nova célula receba um conjunto completo de informações genéticas. Em algumas situações, a cópia do DNA é realizada com sucesso, mas a célula nunca se divide totalmente. O resultado é uma única célula contendo o dobro da quantidade normal de DNA, uma condição conhecida como duplicação do genoma inteiro (DGI).
Uma forma simples de imaginar isso é como fazer duas cópias de um documento, mas acidentalmente colocando ambas as cópias na mesma pasta em vez de separá-las.
Os cientistas há muito sabem que a duplicação do genoma inteiro pode trazer consequências significativas. Células com DNA extra podem parar de funcionar normalmente, tornarem-se inativas, morrer, transformar-se em outros tipos celulares, acumular danos relacionados à idade ou contribuir para doenças, incluindo o câncer.
Duas Formas Diferentes de Falhas Celulares
Pesquisadores da Universidade de Hokkaido buscaram 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 inteiro: falha na citocinese e escorregamento mitótico.
Na falha da citocinese, a célula completa quase todo o processo de divisão, mas falha na etapa final de se separar fisicamente em duas células distintas. No escorregamento mitótico, a célula inicia o processo de divisão, mas sai muito cedo, antes que seus cromossomos estejam devidamente separados.
“Embora a duplicação do genoma inteiro ocorra através de múltiplos processos celulares, ainda não estava claro se as diferenças no caminho afetam as características das células resultantes,” diz o Professor Associado Ryota Uehara, autor correspondente do estudo.
Ainda que 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
Utilizando técnicas de imagem de células vivas e rotulagem específica de cromossomos, os cientistas observaram como as células se comportavam após passar pela duplicação do genoma inteiro por meio de dois mecanismos diferentes.
Células geradas por falha na citocinese mostraram-se significativamente mais estáveis e tinham uma maior chance de sobrevivência. Entretanto, células produzidas através do escorregamento mitótico frequentemente apresentaram distribuição desigual de cromossomos e taxas de sobrevivência mais baixas.
Os pesquisadores descobriram que a organização dos cromossomos era o fator chave por trás dessas diferenças.
No escorregamento mitótico, os cromossomos são frequentemente divididos de forma desigual, criando um sério desequilíbrio genético que reduz a capacidade de sobrevivência da célula. Já na falha da citocinese, a distribuição dos cromossomos permanece mais equilibrada, permitindo que as células se mantenham mais estáveis.
A equipe também constatou que, ao melhorar experimentalmente a separação dos cromossomos em células que estavam passando por escorregamento mitótico, as células se tornaram significativamente mais viáveis.
Implicações para a Pesquisa sobre Câncer
Essas descobertas podem ter importantes implicações para o tratamento e a prevenção do câncer.
A duplicação do genoma inteiro é comumente encontrada em células cancerígenas, e algumas terapias contra o câncer podem, inadvertidamente, desencadeá-la. Células que sobrevivem após adquirir DNA extra podem continuar a se multiplicar e potencialmente contribuir para a reincidência tumoral.
A nova pesquisa sugere que direcionar processos de separação de cromossomos pode ajudar a impedir que células anormais sobrevivam e continuem a crescer.
“Existem diferentes mecanismos através dos quais a duplicação do genoma inteiro pode ocorrer, mas seus impactos distintos foram em grande parte negligenciados,” afirma Uehara. “Desafiamos essa visão convencional ao comparar células formadas por diferentes mecanismos e descobrimos que essas diferenças podem influenciar o comportamento celular a longo prazo.”
