Saúde

Microorganismo lança nova luz sobre a resistência ao câncer
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 câncer.
Por Richard Harth - 03/01/2022


Trichoplax adhaerens é uma das três espécies pertencentes ao filo Placozoa. T. adhaerens é capaz de suportar doses enormes de radiação e é altamente resistente ao câncer. Os pesquisadores esperam que as investigações de tais mecanismos de supressão do câncer na árvore da vida possam promover novos métodos de prevenção e terapia do câncer. Crédito: Oliver Voigt CC BY-SA 3.0 

Uma criatura marinha simples, conhecida como Trichoplax adhaerens, tem algumas propriedades notáveis. 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 câncer.

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 avançam nas investigações científicas 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 líder. 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 é rudimentar 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 tolerância à radiação, bem como nos mecanismos subjacentes que orientam o reparo do DNA, a morte celular programada e outros meios naturais de resistência ao câncer.

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

Carlo Maley, co-autor do novo estudo, é pesquisador 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 é o 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 espécies ao seu ambiente e melhorar suas chances de sobrevivência, esses processos podem fornecer às 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 Câncer o tornam um inimigo formidável. 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 rédea solta para seguir seu caminho de destruição.
 
Câncer é o calcanhar de Aquiles de praticamente todas as formas de vida multicelulares na Terra. As mutações celulares podem surgir devido a erros de cópia do DNA durante a divisão celular, bem como pela exposição celular à radiação ou outros mutagênicos, que podem resultar em alterações genéticas hereditárias.

Táticas de combate ao câncer da natureza

Desde a chegada da vida multicelular à Terra, há mais de 3 bilhões 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 é câncer.

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 espécies são altamente propensas ao câncer. Desvendar os mistérios que cercam essas discrepâncias na árvore da vida se tornou uma importante área de pesquisa na batalha para entender a doença e gerenciá-la melhor.

Ao longo da evolução, algumas espécies desenvolveram meios poderosos de suprimir o câncer. Geralmente, eles fazem isso tentando prevenir o surgimento de mutações em primeiro lugar, melhorando a fidelidade dos mecanismos de cópia 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 sequência não pode ser reparada, o gene instrui a célula 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 cópias do TP53 e têm taxas muito baixas de câncer.

Enigma marítimo

O organismo semelhante a uma ameba T. adhaerens é a criatura multicelular mais simples já encontrada na Terra. Acredita-se que ele tenha divergido de outros animais há cerca de 800 milhões de anos. Descrita pela primeira vez em 1883 e redescoberta em 1969, é nativa do Mar Vermelho e de outras águas 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 está bastante 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, é um objeto de teste ideal para o estudo do câncer. Mesmo entre as espécies resistentes ao câncer, placozoários como T. adhaerens parecem ser discrepantes. Nenhum membro desta espécie jamais foi observado com câncer. O novo estudo explora a resistência aumentada do organismo à radiação de alto nível e os possíveis mecanismos de supressão do câncer.

Expulsando o câncer

O modo de reprodução assexuada de T. adhaerens envolve a mudança de células existentes em novos indivíduos. Isso poderia deixar esses animais altamente vulneráveis ​​ao câncer, que poderia se espalhar pela população. Essa pode ser a razão pela 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 cânceres humanos surge em tecidos epiteliais como a pele e o intestino, onde a extrusão pode desempenhar um papel na eliminação do corpo de tumores cancerígenos.

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 viáveis ​​e migrarem para outras partes do corpo.

Ao contrário dos mamíferos, T. adhaerens pode resistir à enorme exposição à radiação e se recuperar totalmente. Eles fazem isso usando uma combinação de estratégias. 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 à morte celular ou apoptose.

Notavelmente, alguns T. adhaerens mostraram tolerar 218,6 Gy de radiação. (Gy, para unidades cinza, é uma medida de radiação ionizante.) Para comparação, apenas 3-7 Gy de radiação causa danos graves às células de mamíferos. Uma dose de 6 Gy é geralmente fatal para humanos.

Embora a alta radiação tenha causado danos catastróficos 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 às 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 à radiação.

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

 

.
.

Leia mais a seguir