Descoberta proteína ‘controladora de tráfego’ que protege o DNA e pode ajudar a matar células cancerígenas

Pesquisadores da Clínica Mayo identificaram uma proteína que atua como um controlador de tráfego de DNA, prevenindo danos durante a divisão celular – uma descoberta que pode levar a novas terapias contra o câncer, de acordo com um estudo publicado na revista Mayo Clinic. Natureza.

“O DNA é o código da vida. É fundamental para o funcionamento de uma célula, mas também é fundamental para o nosso próprio ser e define o que somos”, diz Zhenkun Lou, Ph.D., professor dotado de Swanson/Schmucker para apoiar a pesquisa em saúde e câncer na Clínica Mayo e autor sênior do novo estudo.

Quando as células se dividem, o DNA deve ser copiado de uma célula para outra – um processo chamado replicação. A equipe de pesquisa do Dr. Lou descobriu que uma proteína chamada KCTD10 desempenha um papel surpreendente na proteção do DNA durante esta fase crítica. Agindo como um sensor integrado, o KCTD10 ajuda a proteger o mecanismo de replicação do DNA contra danos.

As células também dependem de outro processo chave chamado transcrição, onde a célula decodifica o DNA para criar o RNA. Esse RNA pode então ser traduzido em proteínas, que são essenciais para tecidos saudáveis ​​e para as funções diárias do corpo.

O problema é que as diferentes máquinas que executam estes dois processos – replicação e transcrição – viajam na mesma cadeia de ADN, como uma estrada estreita. A maquinaria de replicação se move mais rápido que a maquinaria de transcrição. Portanto, ocorrem inevitavelmente colisões que resultam em danos ao DNA. Os investigadores não sabiam como as células comunicam para prevenir ou recuperar destas colisões até agora.

A equipe de pesquisa do Dr. Lou viu que o KCTD10 pode detectar quando uma colisão está prestes a ocorrer e agir como um controlador de tráfego, desencadeando uma série de respostas para evitá-la. A proteína activa uma enzima chamada CUL3 que intervém para dizer à maquinaria de transcrição mais lenta para se afastar e permitir a passagem da maquinaria de replicação, evitando quebras prejudiciais no ADN. CUL3 e KCTD10 conseguem isso através de um processo chamado ubiquitinação, que remove as proteínas na frente da maquinaria de replicação.

Há muito se observa que a replicação e a transcrição do DNA ocorrem na mesma direção. As descobertas deste estudo sugerem que o KCTD10 pode desempenhar um papel significativo nisso, moldando a organização geral do genoma humano.

Matando células cancerígenas

“Fiquei interessado na ideia de que, se pudermos entender melhor como esses processos normalmente ocorrem, então poderemos atingir com mais eficácia as células cancerígenas onde esses processos funcionam mal, levando-as ao limite da morte celular”, diz Jake Kloeber, um MD-Ph.D. estudante e co-autor principal do estudo. Ele conduziu o estudo no doutorado. componente de seu diploma duplo na Escola de Pós-Graduação em Ciências Biomédicas da Mayo Clinic e na Escola de Medicina Alix da Mayo Clinic. Kloeber planeja seguir carreira como médico-cientista em radioterapia oncológica.

Quando falta o KCTD10, leva à instabilidade genômica e mutações que podem resultar na formação de tumores. Pesquisas anteriores também mostraram que os atrasos no desenvolvimento estão ligados à perda de KCTD10.

Por outro lado, nas células cancerígenas que não possuem a proteção do KCTD10 porque a maquinaria de replicação e transcrição não funciona corretamente, a proteína em falta pode servir como um biomarcador para a vulnerabilidade destas células cancerígenas.

“Podemos aproveitar isso e atacar as células cancerosas quando elas estão mais vulneráveis, o que abre uma nova janela terapêutica para tratarmos certos tipos de câncer”, diz o Dr. Lou.

Os próximos passos desta pesquisa são identificar quais tipos de câncer não possuem essa proteína e identificar maneiras de atingir essas células cancerígenas com medicamentos contra o câncer novos ou existentes.

A pesquisa faz parte de um esforço maior da Mayo Clinic, denominado iniciativa Precure, focada no desenvolvimento de ferramentas que capacitam os médicos a prever e interceptar processos biológicos antes que evoluam para doenças ou progridam para condições complexas e difíceis de tratar.