Telômeros são estruturas constituídas por fileiras repetitivas de DNA que formam as extremidades dos cromossomos (componentes do núcleo celular responsáveis por transmitir as características hereditárias). A principal função dos telômeros é manter a integridade estrutural do cromossomo.
À medida que as células humanas se dividem para se multiplicar e para recompor tecidos e órgãos do nosso corpo, o tamanho dos telômeros vai se reduzindo e com o passar do tempo, eles vão ficando extremamente curtos.
Quando o tamanho dos telômeros chega a um determinado estágio do encurtamento de sua estrutura, eles já não são mais capazes de proteger o DNA de certas enzimas nucleares e as células que param de se reproduzir alcançam um estado de “envelhecimento”.
Por isso, a longitude (tamanho) dos telômeros é considerada um “biomarcador de envelhecimento chave” a nível molecular, embora este não seja o único fator envolvido no processo de envelhecimento.
Nos últimos anos, a relação dos telômeros e o envelhecimento tem chamado bastante atenção de diversos pesquisadores.
Telômeros e a divisão celular
Durante a divisão celular, os cromossomos são duplicados, de forma que as células-filhas recebem um patrimônio genético idêntico ao da célula-mãe. Entretanto, durante cada processo de duplicação, os cromossomos perdem uma parte de seus telômeros até que estes chegam a um tamanho crítico, do qual a célula para de se dividir.
É o encurtamento dessas estruturas que provocam o envelhecimento das células. Como os telômeros não se regeneram, eles ficam tão pequenos que chegam a um ponto em que não é mais possível a replicação correta dos cromossomos. Isso faz com que a célula perca de forma parcial ou completa a sua capacidade de divisão.
Os telômeros são longos nas células jovens, fragmentam-se à medida que a célula envelhece até chegarem a um mínimo, no qual a célula morre, uma vez que são incapazes de se replicar.
Como defesa a esse fenômeno, existe a enzima telomerase, que funciona como protetor dos telômeros e tem influência crucial nos diversos tipos celulares.
A longitude dos telômeros é quantificada em pares de base, os pares de nucleotídeos que estão conectados por pontes de hidrogênio (ligação química) na cadeia do DNA. A longitude dos telômeros varia muito entre as diversas espécies. No caso dos humanos, a longitude dos telômeros se deteriora passando de uma média de 11 quilobases no nascimento para cerca de 4 quilobases na velhice.
Um quilobase é uma unidade de medida da biologia molecular que equivale a mil pares nucleotídeos. Em outras palavras, uma quilobase significa mil “pedaços” na cadeia helicoidal do nosso DNA.
Funcionamento da telomerase
Certas células possuem a capacidade de reverter o encurtamento dos telômeros através da produção da telomerase, uma enzima que estende os telômeros dos cromossomos. A telomerase é uma DNA polimerase RNA dependente, ou seja, uma enzima que pode produzir DNA usando o RNA como molde.
A enzima se conecta a uma molécula especial de RNA que contém uma sequência complementar à região do telômero. Ela adiciona nucleotídeos a extensão da fita do DNA do telômero usando um RNA como molde. Quando a extensão está suficientemente longa, pode-se fazer uma fita complementar através do mecanismo de replicação comum de DNA produzindo uma fita dupla de DNA.
Normalmente a enzima telomerase não é ativa na maioria das células somáticas, porém é ativa nas células germinativas (as células que formam os gametas) e em certas células-tronco adultas.
Esses são tipos celulares que precisam passar por diversas divisões ou, no caso das células germinativas, dar origem a um novo organismo com o seu relógio telomérico de “recomeçar”.
De forma muito curiosa e interessante, muitas células cancerígenas possuem telômeros mais curtos e a telomerase é ativa nessas células. Em teoria, num cenário em que a telomerase pudesse ser inibida por drogas como parte de uma terapia ontogênica, a sua divisão excessiva (e, assim, o crescimento do tumor cancerígeno) poderia ser potencialmente parada.
O Nobel e as pesquisas envolvendo os telômeros
Em 2009, três pesquisadores americanos obtiveram o prêmio Nobel de medicina por seu trabalho sobre o envelhecimento das células e sua relação com o câncer. Elizabeth Blackburn, Carol Greider e Jack Szostak pesquisaram os telômeros e descobriram que a enzima telomerase e como ela age para proteger os cromossomos do envelhecimento.
A bióloga Elizabeth Blackburn juntamente com a psicóloga Elissa Epel, ambas atuantes na Universidade da Califórnia de San Francisco nos EUA, reuniu os achados científicos sobre os telômeros resultando no livro “O Segredo Está nos Telômeros”.
Na obra, o papel dos telômeros no DNA é associado a um par de cadarços que possuem em cada ponta acabamentos de plástico, com o intuito de protegê-los evitando rapidamente o seu desgaste.
O livro, produzido por Elizabeth e por Elissa Epel, se propõe justamente a ensinar a recuperar essas estruturas e, dessa forma, conseguir retardar o envelhecimento através de hábitos saudáveis como manter uma boa alimentação e ter uma rotina de exercícios regulares.
Além de Elizabeth e Elissa Epel, outra pesquisadora que também se destaca pelo seu trabalho com os telômeros é a espanhola Maria Blasco, atual diretora do Centro Nacional de Pesquisa do Câncer da Espanha.
Blasco liderou uma pesquisa sobre o desenvolvimento de uma nova técnica que bloqueia a capacidade do glioblastoma, um dos cânceres cerebrais mais agressivos, de se regenerar e reproduzir, atacando precisamente os telômeros das células cancerígenas. Em testagem com ratos de laboratório, a equipe de Blasco conseguiu reduzir o crescimento dos tumores e aumentar a sobrevivência dos animais, algo que poderia abrir as portas para alternativas potenciais de tratamento em humanos.
Além de Blasco, cientistas do Brasil e dos Estados Unidos realizaram mais estudos sobre o câncer e sua relação com o envelhecimento de células. O objetivo desses pesquisadores foi buscar entender como certas células cancerosas conseguem manter intactos as estruturas dos telômeros sem auxílio da telomerase.
Segundo as autoras Sueli Mieko Oba-Shinjo e a professora Suely Kazue Nagahashi Marie, do Departamento de Neurologia da Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo (FMUSP), através do sequenciamento genômico e avaliação de imunomarcação, foi identificado mutações nos genes ATRX e DAXX. O sequenciamento demonstrou que sequências que sofreram grande alteração tinham um telômero mais preservado, o que explica um dos mecanismos do câncer. Os resultados dessa pesquisa foram publicados na revista científica Science.
Entretanto, mesmo com várias pesquisas sobre os telômeros e sua relação com o envelhecimento é interessante ressaltar que grande parte das pesquisas desenvolvidas sobre telômeros não possuem o intuito de produzir uma aspiração estética de longevidade, mas sim de levantar um potencial método terapêutico que visa a cura de doenças.
Conter o envelhecimento de células não necessariamente tem como consequência um efeito anti-idade em todo o corpo. Porém o tamanho dos telômeros de uma pessoa pode determinar o quão “forte” ela é biologicamente, uma vez que possuem metabólicos que os protejam. Segundo a médica Carmen Martin-Ruiz, pesquisadora sobre envelhecimento do Instituto de Neurociência da Universidade de Newcastle, na Inglaterra.
Um dos maiores problemas das pesquisas científicas neste campo, segundo a especialista, Carmen Martin-Ruiz é falta de uma padronização nas técnicas e metodologia usadas no estudo dos telômeros, uma vez que cada laboratório aborda suas pesquisas de modo diferente, o que dificulta a comparação de estudos e resultados, porque podem ser interpretados de várias formas.
Independente disso, existe um grande grupo de cientistas que continuam pesquisando aspectos diferentes do envelhecimento humano, incluindo os telômeros, as mitocôndrias, a forma das proteínas e muitos outros aspectos desse processo.
Sobre o autor
Joanã Oliveira é estudante de graduação em Biomedicina na Universidade Salvador, membro de Marketing na Infobio Jr. e membro da Liga Acadêmica de Ciências Biomédicas.
Referências:
DNA replication in eukaryotes, by OpenStax College, Biology. Acessado em https://openstax.org/books/biology/pages/14-5-dna-replication-in-eukaryotes
Chow, T. T., Zhao, Y., Mak, S. S., Shay, J. W., e Wright, W. E. (2012). Early and late steps in telomere overhang processing in normal human cells: The position of the final RNA primer drives telomere shortening. Genes Dev., 26(11), 1168. http://dx.doi.org/10.1101/gad.187211.112.
Bartlett, Z. (14 de novembro de 2014 14). The Hayflick limit. Em The embryo project encyclopedia. Acessado em https://embryo.asu.edu/pages/hayflick-limit
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Telômeros. Agencia Fapesp. Disponível em: https://agencia.fapesp.br/celulas-que-nao-envelhecem/14110/. Acesso em: 02 de março de 2022
