Tecnologia Científica

Condições estáveis ​​durante a divisão celular
Erros durante a divisão celular podem desencadear o desenvolvimento de câncer. Não é de admirar que esse processo central seja controlado por vários reguladores e guardas.
Por Max Planck - 28/02/2020


Separação incompleta dos cromossomos (vermelha) por microtúbulos (verde).
Crédito: MPI f. Fisiologia Molecular

Erros durante a divisão celular podem desencadear o desenvolvimento de câncer. Não é de admirar que esse processo central seja controlado por vários reguladores e guardas. O grupo de pesquisa de Alex Bird no Instituto Max Planck de Fisiologia Molecular descobriu um ator-chave até então desconhecido e como ele fornece a estabilidade necessária ao processo de distribuição da informação genética, reaproveitando um fator estudado há muito tempo no tráfico de celulares.

Os corpos constantemente renovam suas células. No trato digestivo, as células vivem apenas alguns dias e a pele é renovada uma vez por mês. Este processo é conduzido pela divisão celular . No caso ideal, duas células filhas idênticassão criados a partir de uma célula. No entanto, a divisão igual da informação genética através da separação e segregação dos cromossomos duplicados em células filhas recém-formadas é muito sensível a erros. Se um erro for deixado sem correção, essas células frequentemente morrerão devido à falta de informação genética. Pior ainda, as células podem sobreviver e transmitir o erro às gerações seguintes. Quanto mais erros acontecem, mais informações genéticas são distorcidas, semelhante ao "telefone" do jogo infantil. Como resultado, as células degeneram, potencialmente levando à divisão celular incontrolável e, na pior das hipóteses, ao desenvolvimento de câncer.

Para escapar desse destino, a célula desenvolveu uma variedade de mecanismos de controle que, entre outras funções, podem desfazer erros durante as fases posteriores da divisão celular. O controle da segregação cromossômica depende da capacidade das células de equilibrar a estabilidade dos tubos de proteínas (microtúbulos), que movem os cromossomos através da célula. Os microtúbulos formam filamentos de proteínas que primeiro capturam cromossomos como os braços de um polvo, os organizam no centro da célula e finalmente os separam igualmente.

No entanto, a ligação dos microtúbulos aos cromossomos é um ato de equilíbrio: se os microtúbulos são muito frágeis, os cromossomos não são organizados corretamente antes de serem distribuídos. Se os microtúbulos forem muito estáveis, os erros cometidos durante o processo de captura não poderão ser revertidos. A equipe de Alex Bird descobriu um regulador chave até então desconhecido desses processos, a proteína GTSE1, que promove a estabilidade dos microtúbulos. Alguns tipos de células cancerígenas que freqüentemente têm microtúbulos hiperestáveis ​​e cromossomos com erros de registro são consistentemente encontrados com níveis elevados de GTSE1. Bird e sua equipe foram capazes de mostrar que, se a quantidade de GTSE1 for reduzida nessas células cancerígenas, menos erros ocorrerão durante a distribuição dos cromossomos. Pelo contrário, o aumento da quantidade de GTSE1 nas células normais leva a uma maior taxa de erro durante a divisão celular.

Resolvido o mecanismo enigmático na divisão celular

Com seu trabalho de pesquisa atual, os cientistas elucidaram como o GTSE1 é recrutado na célula para microtúbulos para estabilizá-los. Surpreendentemente, eles descobriram que um jogador conhecido em um processo celular completamente não relacionado era a chave: a proteína Clathrin. A clatrina é importante para o transporte de fluidos ou partículas de fora da célula para o interior da célula, formando vesículas. Aves e colegas de trabalho mostram que o mecanismo específico pelo qual a clatrina é recrutada para formar vesículas na célula é reaproveitado durante a divisão celular, onde a clatrina interage com os microtúbulos e usa esse mecanismo para recrutar GTSE1 para estabilizar os microtúbulos. Este trabalho destaca a notável maneira pela qual a evolução fornece às células caminhos para redirecionar proteínas para funções completamente diferentes dentro das células. Além disso,a estabilidade dos microtúbulos e como eles são perturbados no câncer podem facilitar o desenvolvimento de agentes projetados para atingir esses processos terapeuticamente.

"O particionamento inadequado dos cromossomos durante a divisão celular contribui para o desenvolvimento de tumores. As altas taxas de erro de segregação cromossômica comuns às células tumorais podem fornecer uma diversidade genética variável que permite que os tumores cresçam, sobrevivam e resistam ao tratamento quimioterápico. É por isso que é importante para entender melhor os mecanismos moleculares pelos quais esses erros são induzidos nas células tumorais ", afirma Alex Bird.

 

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