Saúde

Microorganismo lana§a nova luz sobre a resistência ao ca¢ncer
O organismo pode tolerar doses excepcionalmente altas de radiaa§a£o que matariam a maioria das outras formas de vida. T. adhaerens tem outra caracterí­stica intrigante: a capacidade de resistir ao ca¢ncer.
Por Richard Harth - 03/01/2022


Trichoplax adhaerens éuma das três espanãcies pertencentes ao filo Placozoa. T. adhaerens écapaz de suportar doses enormes de radiação e éaltamente resistente ao ca¢ncer. Os pesquisadores esperam que as investigações de tais mecanismos de supressão do câncer na a¡rvore da vida possam promover novos manãtodos de prevenção e terapia do ca¢ncer. Crédito: Oliver Voigt CC BY-SA 3.0 

Uma criatura marinha simples, conhecida como Trichoplax adhaerens, tem algumas propriedades nota¡veis. O organismo pode tolerar doses excepcionalmente altas de radiação que matariam a maioria das outras formas de vida. T. adhaerens tem outra caracterí­stica intrigante: a capacidade de resistir ao ca¢ncer.

Em um novo estudo, Angelo Fortunato e seus colegas descrevem o comportamento incomum do T. adhaerens, incluindo sua capacidade de reparar seu DNA mesmo após danos significativos de radiação e expulsar células danificadas, que mais tarde morrem.

As descobertas avana§am nas investigações cienta­ficas dos mecanismos naturais de supressão do câncer ao longo da vida. As percepções colhidas dessas adaptações evolutivas podem encontrar seu caminho para terapias novas e mais eficazes para esse assassino lider. No ano passado, mais de 600.000 pessoas perderam a vida devido ao câncer somente nos Estados Unidos.

O microorganismo incomum observado no novo estudo érudimentar na forma e facilmente cultivado em laboratório. Isso torna o T. adhaerens um organismo modelo atraente, permitindo que os pesquisadores se concentrem nos processos fundamentais de tolera¢ncia a  radiação, bem como nos mecanismos subjacentes que orientam o reparo do DNA, a morte celular programada e outros meios naturais de resistência ao ca¢ncer.

Fortunato épesquisador do Arizona Cancer Evolution Center e do Biodesign Center for Biocomputing, Security and Society da Arizona State University. Ele também épesquisador na Escola de Ciências da Vida da ASU.

Carlo Maley, co-autor do novo estudo, épesquisador do Biodesign Center for Biocomputing, Security and Society e do Center for Mechanisms of Evolution, bem como da Escola de Ciências da Vida da ASU. Ele éo diretor do Arizona Cancer Evolution Center.

Os resultados da pesquisa aparecem na edição atual da revista PLOS Biology .

Hackeando software da natureza

O desenvolvimento do câncer pode ser considerado uma forma perversa de evolução em ação. Assim como a mutação e a seleção natural agem ao longo do tempo para refinar a adaptação das espanãcies ao seu ambiente e melhorar suas chances de sobrevivaªncia, esses processos podem fornecer a s células cancerosas um conjunto de ferramentas, permitindo-lhes florescer, escapar do sistema imunológico do corpo, se multiplicar e espalhar para outras áreas.

As capacidades evolutivas de Ca¢ncer o tornam um inimigo formida¡vel. Tratamentos convencionais, incluindo radiação e quimioterapia, exercem pressão seletiva sobre as células cancerosas , favorecendo as mutações que ajudam o câncer a se firmar, enquanto eliminam as células concorrentes, muitas vezes dando ao câncer ranãdea solta para seguir seu caminho de destruição.
 
Ca¢ncer éo calcanhar de Aquiles de praticamente todas as formas de vida multicelulares na Terra. As mutações celulares podem surgir devido a erros de ca³pia do DNA durante a divisão celular, bem como pela exposição celular a  radiação ou outros mutagaªnicos, que podem resultar em alterações genanãticas heredita¡rias.

Ta¡ticas de combate ao câncer da natureza

Desde a chegada da vida multicelular a  Terra, hámais de 3 bilhaµes de anos, a natureza tem enfrentado células que rejeitam as demandas de multicelularidade da estrutura cooperativa. Essas células invasoras comandam os recursos do corpo para si mesmas e proliferam de maneira descontrolada. Isso éca¢ncer.

No entanto, a temida doença não afeta todas as formas de vida da mesma forma. Alguns organismos conseguem escapar com taxas de câncer anormalmente baixas, enquanto outras espanãcies são altamente propensas ao ca¢ncer. Desvendar os mistanãrios que cercam essas discrepa¢ncias na a¡rvore da vida se tornou uma importante área de pesquisa na batalha para entender a doença e gerencia¡-la melhor.

Ao longo da evolução, algumas espanãcies desenvolveram meios poderosos de suprimir o ca¢ncer. Geralmente, eles fazem isso tentando prevenir o surgimento de mutações em primeiro lugar, melhorando a fidelidade dos mecanismos de ca³pia do DNA ou reparando o DNA danificado, ou alguma combinação destes.

Frequentemente, genes cruciais relacionados ao câncer entram em ação. Um deles, um gene supressor de tumor conhecido como TP53, pode atuar para reparar o DNA danificado. Onde a sequaªncia não pode ser reparada, o gene instrui a canãlula a sofrer apoptose ou morte celular, evitando que a mutação seja duplicada nas gerações celulares subsequentes. Os elefantes, que de outra forma seriam altamente propensos ao câncer devido ao seu tamanho e longevidade, carregam várias ca³pias do TP53 e tem taxas muito baixas de ca¢ncer.

Enigma mara­timo

O organismo semelhante a uma ameba T. adhaerens éa criatura multicelular mais simples já encontrada na Terra. Acredita-se que ele tenha divergido de outros animais hácerca de 800 milhões de anos. Descrita pela primeira vez em 1883 e redescoberta em 1969, énativa do Mar Vermelho e de outras a¡guas temperadas. Os pesquisadores sequenciaram o genoma completo de T. adhaerens, permitindo a exploração detalhada de seus genes e de suas funções.

Em pesquisas anteriores, Fortunato e seus colegas mostraram que, apesar da simplicidade do T. adhaerens, o animal exibe um comportamento social complexo, incluindo forrageamento e alimentação cooperativos, embora o organismo não tenha tecido muscular, sistema digestivo ou nervoso.

O ciclo de vida de T. adhaerens também estãobastante envolvido. Em culturas de células de laboratório, o organismo se reproduz assexuadamente, mas pode ter a capacidade de reprodução sexuada na natureza. Como o T. adhaerens tem uma alta taxa de renovação celular e pode sobreviver por décadas, éum objeto de teste ideal para o estudo do ca¢ncer. Mesmo entre as espanãcies resistentes ao ca¢ncer, placozoa¡rios como T. adhaerens parecem ser discrepantes. Nenhum membro desta espanãcie jamais foi observado com ca¢ncer. O novo estudo explora a resistência aumentada do organismo a  radiação de altonívele os possa­veis mecanismos de supressão do ca¢ncer.

Expulsando o ca¢ncer

O modo de reprodução assexuada de T. adhaerens envolve a mudança de células existentes em novos indiva­duos. Isso poderia deixar esses animais altamente vulnera¡veis ​​ao ca¢ncer, que poderia se espalhar pela população. Essa pode ser a razãopela qual o organismo desenvolveu originalmente um meio de ejeção de células comprometidas, pré-malignas, por meio de extrusão.

Curiosamente, a extrusão de células como meio de supressão do câncer pode estar em ação em organismos complexos, incluindo humanos. A maioria dos ca¢nceres humanos surge em tecidos epiteliais como a pele e o intestino, onde a extrusão pode desempenhar um papel na eliminação do corpo de tumores cancera­genos.

O estudo observa, no entanto, que este mecanismo de supressão do câncer em organismos simples como T. adhaerens pode sair pela culatra em humanos se as células mutantes forem expelidas para a corrente sanguínea, permanecerem via¡veis ​​e migrarem para outras partes do corpo.

Ao contra¡rio dos mama­feros, T. adhaerens pode resistir a  enorme exposição a  radiação e se recuperar totalmente. Eles fazem isso usando uma combinação de estratanãgias. Quando os organismos são expostos a altas doses de raios-X, eles aumentam a expressão de genes específicos conhecidos por estarem envolvidos no processo de reparo do DNA, bem como genes associados a  morte celular ou apoptose.

Notavelmente, alguns T. adhaerens mostraram tolerar 218,6 Gy de radiação. (Gy, para unidades cinza, éuma medida de radiação ionizante.) Para comparação, apenas 3-7 Gy de radiação causa danos graves a s células de mama­feros. Uma dose de 6 Gy égeralmente fatal para humanos.

Embora a alta radiação tenha causado danos catastra³ficos ao DNA do T. adhaerens, os poderes de reparo do DNA do animal permitiram que o organismo se recuperasse do ataque. Embora nem todos os indivíduos tenham sobrevivido a s maiores doses de radiação, aqueles que sobreviveram foram capazes de repovoar a cultura após 30 dias de exposição a 218,6 Gy. Um total de 74 genes foram significativamente superexpressos em T. adhaerens após a exposição a  radiação.

Por meio de uma combinação de reparo agressivo de DNA e ejeção de células danificadas , T. adhaerens se engaja na renovação corporal conta­nua, mantendo-as livres do ca¢ncer. A compreensão de tais mecanismos pode estimular novos manãtodos de prevenção e tratamento da doença em humanos. Outros genes, ainda a serem descobertos, provavelmente desempenham um papel na nota¡vel resistência do T. adhaerens ao ca¢ncer, tornando essa minaºscula criatura um tesouro de informações.

 

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