Los telómeros representan la región que constituye el final de los cromosomas y está protegida por proteínas de unión a telómeros. Estas proteínas protegen a los telómeros de ser reconocidos como roturas de doble cadena de ADN.
Durante la división de las células somáticas, el extremo del telómero no puede replicarse mediante la hebra rezagada de la horquilla de replicación, lo que provoca el acortamiento de los telómeros después de cada ciclo celular.
Si las células continúan multiplicándose, el desgaste de los telómeros podría inducir la senescencia celular. Este fenómeno puede ser una barrera para la tumorigénesis. Sin embargo, para lograr la inmortalidad replicativa, las células cancerosas superan el acortamiento de los telómeros. Esto se logra predominantemente activando la telomerasa o usando una vía basada en la recombinación homóloga pero independiente de la telomerasa asociada con la extensión o el mantenimiento de los telómeros. Este mecanismo se conoce como alargamiento alternativo de los telómeros (ALT).
Los cánceres ALT logran la inmortalidad al volver a alargar los telómeros en las fases G2 y M del ciclo celular a través de la vía de replicación inducida por ruptura (BIR). Estudios previos han aclarado la naturaleza tóxica del mecanismo ALT. Los telómeros ALT son altamente transcritos y ricos en híbridos de ARN: ADN (bucles telR).
Una disminución en la translocasa FANCM, que es una proteína altamente conservada dentro de la vía supresora de tumores de la anemia de Fanconi (FA), y el agotamiento en la endoribonucleasa RNAseH1 conducen a una mejora en los bucles telR, la inestabilidad de los telómeros y la actividad de ALT.
Un estudio reciente de PNAS planteó la hipótesis de que la ALT podría comprometer la integridad de los telómeros si no se restringe adecuadamente. Demostró que la inhibición de la transcripción de ARN que contiene repeticiones teloméricas (TERRA) puede aliviar la actividad de ALT. Para este propósito, los científicos desplegaron efectores similares a activadores de la transcripción dirigidos a los promotores TERRA que comprenden repeticiones específicas de 29 pb ricas en CpG (T-TALE) y los fusionaron con un dominio de supresión de la transcripción.
Se desarrollaron un T-TALE C-terminal fusionado a una señal de localización nuclear (NLS), el activador transcripcional VP64 de ARN polimerasa II y el epítopo de hemaglutinina (HA) de influenza humana. Los científicos clonaron el transgén aguas abajo del promotor inducible de doxiciclina (dox), que se utilizó para desarrollar dos líneas celulares clonales independientes derivadas de ALT y U2OS llamadas vp6 y vp30.
Se utilizó transferencia de Western con la ayuda de anticuerpos anti-HA para validar la expresión del transgén inducible. Las células se trataron con dox durante 24 horas y se realizó TERRA qRT-PCR. Los transcritos de TERRA de subtelómeros que contenían 29 pb fueron de 3 a 10 veces más altos que en las células no tratadas. Sin embargo, TERRA de 29 pb sin subtelómeros permaneció sin cambios.
La hibridación de transferencia Northern con sondas pudo identificar TERRA a partir del subtelómero 10q o secuencias (UUAGGG)n que consistían en todas las moléculas de TERRA, que exhibieron un aumento en las especies de TERRA tras el tratamiento con dox. Este hallazgo indica que este sistema puede mejorar efectivamente la transcripción de TERRA en células U2OS.
La acumulación del marcador de estrés de replicación (RPA32) fosforilado en la serina 33 (pSer33) y el marcador de daño del ADN histona H2AX fosforilado en la serina 139 (γH2AX) se monitorearon en los telómeros. La ALT se controló mediante la cuantificación de cuerpos de PML asociados a ALT, y los eventos de síntesis de novo de ADN telomérico en la fase G2 se analizaron mediante la incorporación de EdU.
No se encontró que los tratamientos con Dox fueran efectivos en los niveles de TERRA, la estabilidad de los telómeros y la ALT. Los experimentos de hibridación in situ con fluorescencia de ADN (FISH) revelaron que la inhibición de la transcripción de TERRA mejoró el número de extremos cromosómicos desprovistos de señales detectables de ADN telomérico en la etapa de metafase del ciclo celular. Los hallazgos documentados en este estudio son consistentes con un estudio anterior que reveló que la inhibición de la transcripción de TERRA podría mejorar la ALT y promover el acortamiento progresivo de los telómeros.
Se observó que la acumulación de extremos libres de telómeros (TFEs) en células vp6 y vp30, tratadas con dox durante nueve días, no tuvo ningún efecto significativo en células nls1. Este hallazgo indicó que un mecanismo de pérdida de telómeros, distinto del acortamiento replicativo, podría activarse con una transcripción elevada de telómeros.
El estudio actual reveló que el tratamiento con dox y la endonucleasa Mus81 específica de la estructura relacionada con los telómeros ALT mejoraron la frecuencia de los focos Mus81 teloméricos en las células vp6 y vp30. El agotamiento de Mus81 provocó un aumento de los TFE en las células nls1 y vp30, que no se sometieron a tratamiento con dox.
Una disminución en Mus81 impidió la acumulación de TFE en células vp30 tratadas con dox sin evitar la inducción de la transcripción TERRA o la acumulación de pSer33 y γH2AX en los telómeros. Este hallazgo sugirió que Mus81 podría desempeñar un papel importante en los eventos de pérdida de telómeros relacionados con la transcripción mejorada de TERRA.
Con base en los hallazgos experimentales del estudio actual y los informes de otros estudios similares, los autores propusieron un modelo para estudios basados en ALT. Este estudio proporcionó evidencia y enfatizó que el mecanismo ALT está directamente relacionado con eventos moleculares que podrían poner en peligro la estabilidad de los telómeros. Por lo tanto, la ALT debe controlarse adecuadamente para permitir el alargamiento de los telómeros y la división celular indefinida sin una pérdida excesiva de telómeros. La transcripción de TERRA se ha identificado como un objetivo versátil para la terapia del cáncer con ALT.
Traducción: Cecilia González P.
Publicado: 22 de septiembre de 2022
Fuente: News Medical
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