Abstract
Inside every cell in your body is DNA. Parte deste DNA diz ao corpo como fazer proteínas. No entanto, muito deste ADN não faz proteínas e algumas pessoas chamam-lhe “ADN de lixo”. Uma pesquisa recente mostrou que a variação (diferenças entre indivíduos) em um determinado pedaço de ADN de lixo pode aumentar o risco de cancro. Os cientistas analisaram uma espécie de ADN “junk” chamado MSR1 repete. Eles mostraram que o MSR1 se repete preso na extremidade dos genes causadores de câncer, formando “caudas”, e que caudas mais curtas aumentam o risco de câncer de mama e câncer de próstata. Esta é uma descoberta emocionante, porque pode permitir um melhor diagnóstico e tratamento do câncer.
Dentro de cada célula do nosso corpo há uma molécula longa e fina chamada DNA. O DNA é o seu próprio manual de instruções pessoal e diz ao seu corpo tudo o que ele precisa saber! O DNA determina a cor dos seus olhos, o tom da pele, a sua altura e até mesmo se os seus músculos são melhores em sprints ou correndo uma maratona. Assim como um manual de instruções real, as instruções no DNA são escritas em uma série de letras. No DNA, há apenas quatro letras-A, T, G e C. Estas letras são combinadas para soletrar as instruções de proteínas. As proteínas são os blocos de construção das células. Seu cérebro, coração e todos os outros órgãos são feitos de muitas proteínas diferentes. As letras de DNA necessárias para fazer uma proteína são referidas como um “gene”. Consegue adivinhar quantos genes um ser humano tem?
Mais de 20.000!
É isso mesmo, em cada célula do seu corpo, existem mais de 20.000 genes – cada um explicando as instruções para uma proteína diferente! Os genes estão alinhados ao longo de estruturas chamadas cromossomas. Cromossomos são moléculas enormes de DNA que foram enroscadas muito apertadas para caber na célula. Cada célula humana tem 23 pares de cromossomas. Você pode ver como DNA, genes, cromossomos e células se relacionam entre si na Figura 1.
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- Figure 1 – Você pode imaginar cada célula como uma biblioteca.
- Na biblioteca há 23 pares de estantes – e na célula, há 23 pares de cromossomos. Nas prateleiras das estantes estão os livros – cada livro é um gene. A biblioteca tem dois exemplares de cada livro, como as estantes estão em pares, lembre-se! Dentro do livro estão as letras A, T, C e G em muitas combinações, o que dá a instrução de como fazer uma única proteína.
Os genes são um código secreto para as proteínas, por isso às vezes são chamados de “DNA codificador”. Entretanto, entre os genes, há muitas outras letras de DNA que não produzem proteínas. Isto é chamado de “DNA não codificador”, porque não faz parte do código secreto das proteínas. No passado, os cientistas pensavam que os genes eram a única parte importante do ADN. Eles chamavam os bits não codificadores de “ADN de lixo”, porque pensavam que era lixo! Parte do ADN “lixo” é muito repetitivo, repetindo a mesma sequência de letras uma e outra vez – chamamos a esta repetição de ADN. Sim, eu sei – os cientistas não são muito imaginativos! Dê uma olhada na Figura 2 para ver como o DNA da sucata se encaixa ao redor dos genes.
- Figure 2 – Cada cromossomo (estante) tem muitos genes (livros).
- Cada livro contém o código secreto de uma proteína. Mas os livros (genes) não estão todos ao lado uns dos outros, há folhas soltas de papel entre os livros. Por vezes as folhas soltas de papel estão no verso do livro – como um apêndice extra. As folhas de papel contêm letras de DNA, mas não fazem parte do código secreto da proteína. As folhas de papel são o “ADN da sucata”. Algumas das palavras nas folhas soltas de papel são muito repetitivas, por exemplo, apenas dizendo CAT uma e outra vez! Quando uma sequência de letras é repetida uma e outra vez no genoma, chamamos a isto “repetir ADN”
DNA Variação
Você já usou um thesaurus? É um tipo especial de dicionário que nos diz palavras que têm o mesmo, ou similar, significado uma da outra. Por exemplo, você poderia olhar para cima “grande” no thesaurus e ele poderia listar “grande, massivo, enorme”. Eu acho que você concordaria que as seguintes frases estão todas corretas e têm o mesmo significado – apesar de usarem uma palavra ligeiramente diferente:
O gato sentou-se num tapete sujo.
O gato sentou-se num tapete sujo.
O gato sentou-se num tapete lamacento.
A mesma coisa pode acontecer no DNA. Você se lembra que a seqüência de letras que dizem ao corpo como fazer uma proteína é chamada de gene? Imagine que você está olhando para as letras de um gene em muitas pessoas diferentes. As letras seriam na maioria das vezes as mesmas em cada pessoa, mas ocasionalmente uma letra diferente seria usada, assim como usar uma palavra alternativa do thesaurus! Por exemplo, se você olhar para um gene da cor dos olhos, há uma versão para olhos azuis, uma para olhos verdes, uma para olhos castanhos e uma para olhos cinzentos. As letras podem ser ligeiramente diferentes, mas todas elas são versões corretas do gene. Chamamos a estas pequenas diferenças normais de “variação natural”
ADN nojento e Câncer
ADN nojento pode ter variação natural, também. Recentemente, a Dra. Anna Rose e seus colegas mostraram que a variação natural no DNA do lixo pode aumentar seu risco de câncer. Elas se dividem muito rápido e causam um nódulo perigoso, chamado tumor. O câncer é extremamente comum – você pode conhecer alguém que já teve câncer ou já ouviu histórias de pacientes com câncer nos noticiários. O câncer pode afetar diferentes partes do corpo. O câncer de mama geralmente afeta as mulheres, e cerca de uma em cada oito mulheres terá câncer de mama em algum momento de sua vida. O câncer de próstata afeta os homens e é tão comum quanto o câncer de mama . Então, como a variação natural do ADN de lixo aumenta o risco destes cancros?
Os investigadores analisaram um tipo específico de ADN de lixo, chamado MSR1 repete. Descobriram que os grupos de repetições de MSR1 eram frequentemente encontrados muito próximos dos genes. Eles acharam um destes clusters de MSR1 muito interessante, porque este cluster de ADN “junk” na verdade estava preso no final de um gene conhecido causador de cancro. Se você olhar para a Figura 2, você pode ver que as folhas soltas de papel (ADN de lixo) são encontradas entre os livros (genes) ou colocadas no final do livro como um apêndice. Neste caso, as folhas soltas de papel estavam nas páginas de trás do livro! Você poderia pensar nas repetições do MSR1 como sendo uma cauda para o gene causador de câncer. Os cientistas se perguntavam se a cauda do MSR1 era importante.
Repetições MSR1 Mostram Muita Variação Natural
Primeiro, os pesquisadores olharam para a cauda do MSR1 em muitas pessoas diferentes, para verificar a variação natural do comprimento. E encontraram montes dela! Em pessoas do Reino Unido e Austrália, eles viram que pessoas diferentes tinham tudo, desde caudas muito curtas de MSR1 até caudas muito longas (Figura 3).
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- Figure 3
- Os cientistas descobriram que MSR1 se repete (círculos azuis) formando uma cauda no final do gene causador de câncer (como o apêndice de folhas soltas de papel na contracapa de um livro na Figura 2). Eles observaram as caudas do MSR1 num grande grupo de pessoas do Reino Unido e da Austrália e descobriram que o comprimento das caudas apresentava variação natural. Algumas pessoas tinham caudas muito curtas, enquanto algumas tinham caudas muito longas – e outras estavam algures no meio!
Remmbrar – os cromossomas estão aos pares, por isso cada pessoa tem dois de cada gene. Isso significa que cada pessoa tem dois dos genes causadores de câncer, e duas caudas de MSR1! Então, em um cromossomo, pode haver uma cauda curta – mas no outro cromossomo, pode haver uma cauda longa. Por outro lado, pode haver uma cauda curta em ambos os cromossomos, ou uma cauda longa em ambos os cromossomos.
Os cientistas sabiam que a cauda de um gene é frequentemente importante para controlar quanto ou quão pouca proteína é produzida a partir desse gene. Você pode imaginar que um gene tem um interruptor de controle – quando o gene está “desligado”, nenhuma proteína é produzida a partir do gene. Quando o gene está “ligado”, a proteína é produzida. Ou – mais precisamente – os genes podem ser controlados por um interruptor de regulação de fluxo luminoso. O gene não está simplesmente ligado ou desligado, mas pode estar desligado, com pouca luz, luz média ou luz brilhante! Os cientistas pensaram que talvez a cauda do MSR1 fosse um interruptor de regulação da intensidade da luz para o gene causador do câncer. Eles fizeram uma experiência complicada que mostrou que a cauda curta produziu muito mais proteína do que a cauda longa. Assim, eles provaram que a cauda MSR1 era um interruptor de regulação de fluxo luminoso – e que a cauda longa era a de baixo fluxo luminoso, mas a cauda curta era a de luz brilhante (Figura 4).
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>- Figure 4 – A cauda MSR1 actua como um interruptor de fluxo luminoso para o gene causador de cancro.
- A cauda curta é a de luz brilhante no interruptor e causa a produção de muitas proteínas. Por outro lado, a cauda longa é o ajuste de luz fraca, o que significa que não se produz muita proteína a partir do gene.
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MSR1 Repete no cancro da mama e no cancro da próstata
Próximo, os investigadores pensaram no que isto pode significar para o cancro. Outros cientistas já tinham descoberto que o câncer de mama e os tumores do câncer de próstata tinham níveis elevados da proteína produzida pelo gene causador do câncer. A Dra. Rose e os seus colegas tinham visto que a cauda curta era o interruptor luminoso e produzia níveis elevados da proteína causadora do cancro (veja novamente a Figura 4 para se lembrar disto, se necessário). Então, eles pensaram que se uma pessoa tem a cauda curta no gene, essa pessoa pode estar em risco de ter câncer de mama e câncer de próstata.
Primeiro, eles investigaram o câncer de mama. Eles olharam para um grupo de mulheres do Reino Unido que tinham câncer de mama, e para o mesmo número de mulheres que não tinham câncer de mama. Eles mediram o comprimento das caudas do MSR1 que as mulheres tinham no gene causador do câncer em cada um de seus cromossomos (lembre-se – cada uma tem dois de cada cromossomo). Elas descobriram que as mulheres com câncer de mama tinham muito mais probabilidade de ter caudas curtas de MSR1. Na verdade, eles usaram matemática para mostrar que se uma pessoa tem uma cauda curta em ambos os cromossomos, essa pessoa tem cinco vezes mais probabilidade de ter câncer de mama em uma idade jovem. Mesmo uma cauda curta em apenas um dos cromossomos torna uma pessoa quase duas vezes mais propensa a ter câncer de mama.
Próximo, eles investigaram o câncer de próstata. Desta vez, eles examinaram um grupo de homens da Austrália com câncer de próstata, e o mesmo número de homens sem câncer de próstata. Novamente, eles descobriram que o MSR1 de cauda curta coloca os homens em risco de câncer de próstata. Eles calcularam que uma cauda curta em ambos os cromossomos, tornava um homem 1,5 vezes mais propenso a ter câncer de próstata.
O que se segue?
É muito legal saber como o DNA em nossas células é controlado. Foi muito emocionante para os cientistas descobrir que a repetição do MSR1 agiu como um interruptor de regulação da intensidade da luz. Entender como os genes são controlados é uma parte importante da ciência hoje em dia. Mas podemos usar isto para ajudar as pessoas? Provavelmente!
O seu DNA é em grande parte o mesmo desde o dia em que você nasce até o dia em que morre. Isto significa que um cientista poderia testar o sangue das pessoas para descobrir quanto tempo as suas caudas de MSR1 são quando elas são jovens. O cientista saberia então quais as pessoas com caudas curtas nos seus cromossomas, o que diria ao cientista quais as pessoas com maior risco de cancro da mama ou de cancro da próstata. Estas informações ajudarão os médicos a monitorar estas pessoas com mais cuidado – e espera-se que detectem qualquer câncer muito cedo. Isto significa que as pessoas que estão em risco têm muito mais chances de serem curadas do câncer.
No entanto, também precisamos pensar sobre a ética de qualquer novo teste genético – dê uma olhada no Quadro 1 para ver mais sobre ética médica e se a Dra. Rose faria ou não o teste ela mesma!
Box 1. O que a ética tem a ver com genética?
Ética médica é um tipo de filosofia que olha para a moralidade dos experimentos científicos – seja ela certa ou errada para realizar a pesquisa. A ética médica é particularmente importante na ciência médica, porque muitas vezes estamos experimentando em seres humanos, ou amostras de seres humanos (como amostras de DNA). Antes de um cientista dirigir um projeto de pesquisa, ele ou ela deve obter permissão de um grupo de especialistas chamado “Conselho de Ética”, que consideram se o estudo é eticamente correto.
Neste projeto de pesquisa, eu usei amostras de DNA de muitas pessoas – mas não as minhas próprias. Não seria ético usar a minha própria amostra de ADN. Isto é crucial porque, ao fazer pesquisa, poderíamos aprender algo completamente inesperado. O que eu faria se descobrisse por acaso que eu tinha uma mutação genética para uma doença incurável e grave? Estas são as questões importantes que a ética médica considera.
No entanto, eu escolheria fazer o teste para o comprimento da cauda de ADN de lixo. Isto porque, embora o câncer seja uma doença muito séria, existe uma cura para ela. Se eu fizesse o teste e descobrisse que estava em alto risco, eu estaria mais preparado para a doença. Eu seria examinado com mais regularidade e, se eu tivesse a doença, seria capaz de receber o tratamento mais cedo. No entanto, se houvesse um teste genético para uma doença diferente que não tivesse um tratamento, eu não gostaria de fazer esse teste – para mim, isso criaria mais preocupação, sem nenhum benefício. O que você faria em cada situação?
Também poderia ser possível fazer novos tratamentos para o câncer. Esta pesquisa mostrou-nos que as repetições de MSR1 são importantes no cancro. Portanto, talvez os farmacêuticos possam fazer um medicamento que vise as repetições de MSR1. Este poderia ser um novo tipo de quimioterapia – um medicamento para combater o cancro.
A compreensão das alterações genéticas que aumentam o risco de contrair cancro é realmente importante para continuar a combater o cancro. Esperemos que esta nova descoberta permita aos cientistas e médicos detectar o cancro mais cedo e fazer novos e melhorados tratamentos. E tudo isto é do chamado “ADN de lixo”!
Não tão lixo, eh?
Glossary
DNA: Uma letra que compõe o código genético humano, pode ser A, T, G ou C.
Proteína: Os blocos de construção de cada célula do seu corpo.
Gene: O conjunto de letras de DNA que soletra a instrução para fazer uma proteína.
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Cromossoma: Uma cadeia enorme de DNA que está dentro de cada célula do corpo.
DNA não-codificante: As letras de DNA que não fazem parte de um gene, por isso não escreva as instruções para uma proteína.
Genoma: O nome de todo o ADN em todos os cromossomas.
Variação natural: Pequenas diferenças entre o código genético de diferentes pessoas.
Câncer: Uma doença onde algumas células do corpo estão fora de controlo e crescem para formar um caroço, ou tumor.
Chemoterapia: Um medicamento que combate as células cancerígenas.
Conflito de interesses
O autor declara que a pesquisa foi conduzida na ausência de quaisquer relações comerciais ou financeiras que pudessem ser interpretadas como um potencial conflito de interesses.
Fonteriginal Artigo
Rose, A. M., Krishan, A., Chakarova, C. F., Moya, L., Chambers, S. K., Hollands. M., et al. 2018. MSR1 repete a expressão gênica modulada e afeta o risco de câncer de mama e próstata. Ann. Oncol. 29(5):1292-1303. doi:10.1093/annonc/mdy082
Referência
Rose, A. M., Krishan, A., Chakarova, C. F., Moya, L., Chambers, S., Hollands, M., et al. 2018. MSR1 repete a expressão gênica modulada e afeta o risco de câncer de mama e próstata. Ann. Oncol. 29(5):1292-1303. doi:10.1093/annonc/mdy082
Cancer Research UK Website Statistics. Disponível em: http://www.cancerresearchuk.org/health-professional/cancer-statistics/risk/lifetime-risk (Acesso: 1 de março de 2018).
Kontos, C. K., e Scorilas, A. 2012. Kallikrein-related peptidases (KLKs): uma família genética de novos biomarcadores do câncer. Clin. Chem. Laboratório. Med. 50(11):1877–91. doi:10.1515/cclm-2012-0247
