Estudo israelense sobre câncer revela por que o reparo do DNA falha, abrindo caminho para tratamentos mais personalizados

Pesquisadores israelenses do Instituto Weizmann de Ciência, em cooperação com cientistas da Universidade Rowan, com sede em Nova Jersey, conduziram um estudo inovador sobre o câncer, mostrando que as mutações podem alterar a estrutura física do DNA.

A investigação também indica que a eficácia das enzimas de reparação do ADN depende da estrutura física e da forma do ADN em torno das áreas danificadas. As descobertas desafiam suposições anteriormente sustentadas sobre como ocorrem as mutações e podem eventualmente abrir caminho para tratamentos mais personalizados para o cancro e outras doenças genéticas.

“O ambiente físico local em torno do dano ao DNA pode afetar fortemente a forma como ele é reparado”, disse o pesquisador de Weizmann, Dr. Ariel Afek, ao Times of Israel. “Se dobrar em uma direção ou torcer em outra, a eficiência do reparo poderá ser cem vezes mais fácil ou mais difícil.”

Noga Levy liderou uma equipe de pesquisadores no laboratório de Afek em cooperação com o Prof. Brian P. Weiser e outros cientistas da Universidade Rowan. As descobertas foram publicadas na edição de julho da revista científica Nature Communications.

Os pesquisadores combinaram experimentos de laboratório com simulações de computador que modelaram interações em nível atômico usando algoritmos genômicos.

“Alguns pesquisadores analisam a mutação em pacientes com câncer”, disse Afek. “Mas queríamos voltar e observar o processo que realmente iniciou a mutação em nível atômico há muito tempo para realmente compreender o mecanismo e as causas moleculares.”

O estudo poderá eventualmente ajudar os cientistas a desenvolver ou personalizar enzimas de reparo do DNA para diferentes doenças genéticas, incluindo o câncer, disse Afek.

“Por que os agentes prejudiciais, como a luz UV do sol ou a oxidação do ar, atingem locais específicos do genoma mais do que outros, e por que as enzimas de reparo não conseguem reparar os danos em determinados pontos?” ele perguntou.

“As mutações estão na essência de muitas doenças genéticas e estamos tentando compreender os blocos de construção que fazem com que as mutações aconteçam ou não”, acrescentou.

Apesar da complexidade do corpo humano, todo o DNA humano é construído a partir de quatro bases químicas – adenina (A), timina (T), citosina (C) e guanina (G). Essas bases são organizadas em sequências diferentes para formar o código genético, que contém bilhões de letras individuais.

O novo estudo concentrou-se no que acontece nas imediações de seções de DNA danificadas.

“As pessoas geralmente pensam que, se houver danos, não importa realmente o que os rodeia e que o vizinho mais próximo pode ter um pequeno efeito”, disse Afek.

As descobertas, no entanto, indicam que a sequência genética circundante pode alterar a forma física do ADN e, por sua vez, afetar a capacidade de uma enzima reconhecer e reparar seções danificadas.

“Normalmente, na célula, se houver algum agente prejudicial, talvez um local do genoma seja danificado e outro não”, disse Afek. “É muito difícil de controlar, mas em condições de laboratório produzimos milhões de sequências de DNA diferentes, colocando os danos no mesmo local.”

“Pela primeira vez conseguimos caracterizar todas as preferências das enzimas reparadoras e começamos a entender o que rege a eficiência de ligação e reparo e o que leva às mutações”, explicou.

O professor Bennett Van Houten, do Departamento de Farmacologia e Biologia Química da Universidade de Pittsburgh, acredita que a descoberta “terá um impacto longo e duradouro no campo”.

“Ao revelar que o código genético circundante altera a estrutura física do ADN para afectar directamente a forma como estas enzimas reconhecem e reparam os danos, as descobertas ajudam a explicar porque é que sequências específicas são especialmente propensas a altas taxas de mutação em células tumorais”, disse Van Houten.

Apesar da importância das descobertas, Afek sublinhou que são necessárias mais pesquisas para compreender os processos complexos que regem os danos e a reparação do ADN no corpo humano.

"A pesquisa ajudou a resolver uma parte do quebra-cabeça, mas ainda há muita coisa desconhecida. Esta é apenas a ponta do iceberg", disse ele. “Ainda há espaço para compreender muitos outros fatores que alteram as mutações e reparam nos nossos corpos.”