Una din enigmele pe care omenirea și-a dorit întotdeauna să le dezlege este mecanismul intim prin care celulele ajung să îmbătrânească și modalitățile specifice prin care acest proces ar putea fi prevenit. Mitul tinereții fără bătrânețe continuă să fascineze, mai ales astăzi , oamenii de știință. Astfel că, o echipă de cercetători canadieni și-a propus să înțeleagă mai bine care sunt resorturile moleculare ale îmbătrânirii celulare. 

Până acum, ipoteza scurtării telomerilor ( extremitățile cromozomilor lineari formate din secvențe de ADN repetitiv, necodant) prevala în explicațiile modului în care apare senescența celulară și este oprit ciclului replicativ al celulelor.

Echipa condusă de Francis Rodier, PhD, profesor la Universitatea din Montréal, a actualizat modelul actual de senescență celulară, furnizând dovezi că stoparea replicării ADN-ului legată de îmbătrânire este cauzată de deteriorarea ireversibilă a genomului, mai degrabă decât de simpla  eroziune a telomerilor, asa cum se credea până recent. Echipa a arătat, de asemenea, că această etapă stabilă este precedată de o etapă tranzitorie instabilă, când celula continuă să se dividă în ciuda telomerilor necapsulați.

 „De fapt, diviziunea celulară cauzată de disfuncția telomerilor este atât de instabilă încât ajunge să creeze defecte genetice. Contrar a ceea ce se credea, celulele senescente au un genom anormal. Asta am arătat în studiul nostru.”

Studiul este raportat într-un articol din revista Nucleic Acids Research,  intitulat „ Leziunile ireversibile ale genomului mediate de recombinare homologă stau la baza senescenței induse de telomeri ”.

Cercetătorii au demonstrat că în celulele normale, scurtarea telomerilor declanșează un răspuns focal de deteriorare a ADN-ului telomeric, însoțit de o oprire tranzitorie a ciclului celular.

Diviziunea celulară ulterioară cu telomeri disfuncționali a dus la fuziuni sporadice de cromatide surori telomerice care au dat naștere la instabilitatea genomului in mitoza următoare, inclusiv la  leziuni ADN non-telomerice responsabile pentru o oprire stabilă a diviziunii celulare, mediată de p53, asociată cu senescența.

În mod surprinzator, blocarea recombinării omologe mediată de Rad51/RPA, a prevenit senescența în ciuda multiplelor telomere disfuncționale.

Aceste descoperiri îmbunătățesc modelul științific larg acceptat al îmbătrânirii celulare care susține ca, la fiecare diviziune celulară, capetele telomerice se erodează și odată ce devin prea scurte ar declanșa oprirea multiplicării, prevenind deteriorarea suplimentară a codului ADN.

Oprirea diviziunii celulare legată de îmbătrânirea celulară împiedică înmulțirea celulelor cu genomi instabili și este un mecanism cheie în suprimarea cancerului. 

Cu toate acestea, celulele îmbătrânite, care nu se divid, continuă să joace o serie de roluri biologice, iar acumularea lor în țesuturi de-a lungul timpului compromite funcțiile țesuturilor, legând îmbătrânirea celulară de îmbătrânirea organismului și cancer.

Noul model  care sugerează mai multe etape pentru intrarea în senescența mediată de telomeri, prezentată în studiul actual, reconciliază observațiile privind instabilitatea genomică asociată senescenței cu observațiile conform cărora rupturile telomerilor sunt în mare parte ireparabile și că celulele pot tolera focarele de deteriorare a ADN-ului induse de telomeri (TIF) în timpul unei perioade instabile,  starea pre-senescentă”.

Acest model actualizat oferă o nouă bază pentru deteriorarea genomului asociată stresului sau vârstei și indică faptul că celulele care scapă de senescența mediată de telomeri prezintă leziuni ireparabile ale genomului. 

Modelul sugerează, de asemenea, că strategiile care vizează repararea telomerilor din celulele pre-senescente ar putea eradica focarele de deteriorare a ADN-ului induse de telomeri, prevenind în același timp deteriorarea ireversibilă suplimentară a genomului.

„Spre deosebire de modelele anterioare de senescență, sugerăm că instabilitatea genomică ireversibilă, mai degrabă decât TIF [focarele de deteriorare a ADN-ului induse de telomeri], este necesară pentru a stabili senescența replicativă în celulele normale”, au scris autorii.

Studiul deschide noi oportunități de cercetare în cancer și îmbătrânire. De exemplu, telomerii ar putea fi reparați înainte ca celulele să atingă o fază senescentă stabilă când diviziunea celulară se oprește? Dacă este posibil, acest lucru ar opri instabilitatea genomică și ar preveni îmbătrânirea celulară. Aceste investigații ar putea deschide calea pentru potențiale abordări terapeutice ale întineririi celulare.