“a telomerek védik a genetikai anyagot” – mondja Titia De Lange, Leon Hess professzor a Rockefellerben. “A TELOMEREKBEN lévő DNS lerövidül, amikor a sejtek osztódnak, végül megállítja a sejtosztódást, amikor a telomer tartalék kimerül.”

de Lange laboratóriumának új eredményei szolgáltatják az első bizonyítékot arra, hogy a telomer rövidítése segít megelőzni a rákot az emberekben, valószínűleg azért, mert képes csökkenteni a sejtosztódást. Az eLife-ban megjelent eredményeket kivételes ráktörténettel rendelkező családok mutációinak elemzésével nyerték, és bemutatják a választ egy évtizedes kérdésre a telomerek és a rák közötti kapcsolatról.

régóta fennálló vita

az őssejtekben, beleértve azokat is, amelyek petesejteket és spermákat generálnak, a telomereket a telomeráz tartja fenn, egy enzim, amely telomer DNS-t ad a kromoszómák végéhez. A telomeráz azonban nincs jelen a normál emberi sejtekben, ezért telomereik elsorvadnak. Ez a telomer rövidítő program a normál emberi sejtek osztódásának számát körülbelül 50-re korlátozza.

azt az elképzelést, hogy a telomer rövidítése része lehet a szervezet rák elleni védekezésének, először évtizedekkel ezelőtt javasolták. Amint egy korai stádiumú tumorsejt 50-szer osztódott, a tudósok elképzelték, hogy a telomer tartalék kimerülése megakadályozza a rák további fejlődését. Csak azok a rákok, amelyek képesek aktiválni a telomerázt, áttörik ezt a gátat.

úgy tűnt, hogy a klinikai megfigyelések alátámasztják ezt a hipotézist. “A legtöbb klinikailag kimutatható rák újra aktiválta a telomerázt, gyakran mutációk révén” – mondja De Lange. Sőt, az egérkísérletek azt mutatták, hogy a telomerek rövidítése valóban védelmet nyújt a rák ellen. Ennek ellenére a telomer tumor szupresszor rendszer bizonyítékai az elmúlt két évtizedben megfoghatatlanok maradtak, emberi létezése pedig ellentmondásos maradt.

egy évtizedes probléma megoldása

a telomer tumor szupresszor útvonal csak akkor működhet, ha megfelelő hosszúságú telomerekkel születünk; ha a telomerek túl hosszúak, a telomer tartalék nem fogy el időben a rák kialakulásának megállításához. A hosszabb telomerek lehetővé teszik a rákos sejtek további megosztását, amelyek során a mutációk bejuthatnak a genetikai kódba, beleértve a telomerázt aktiváló mutációkat is.

de Lange laboratóriuma évtizedek óta tanulmányozza a telomerek szabályozásának összetett folyamatát. Ő és mások olyan fehérjéket azonosítottak, amelyek korlátozhatják a telomer hosszát a tenyésztett emberi sejtekben, köztük egy tin2 nevű fehérjét. Amikor a TIN2 gátolva van, a telomeráz vadul fut, és túlzottan megnyújtja a telomereket. De nem volt ismert, hogy a TIN2 születéskor is szabályozta-e a telomer hosszát.

a telomer tumorszuppresszor patthelyzete addig folytatódott, amíg a Holland Radboud Egyetem Orvosi Központjának orvosai fel nem keresték de Lange-t több rákra hajlamos családról. Az orvosok megállapították, hogy ezeknek a családoknak mutációi vannak a TINF2-ben, abban a génben, amely a TIN2 fehérjét kódolja a telomer hosszának szabályozására. Ekkor kérték meg de Lange-t, hogy LÉPJEN BE.

Isabelle Schmutz, a nők&tudományos posztdoktori munkatársa a De Lange lab-ban CRISPR génszerkesztő technológiát használt, hogy pontosan ugyanazokkal a mutációkkal rendelkező sejteket hozzon létre, mint a holland családokban, és megvizsgálta a kapott mutáns sejteket. Megállapította, hogy a mutáns sejtek teljesen működőképes telomerekkel rendelkeznek, és nincs genomiális instabilitás. Minden szempontból normális egészséges sejtek voltak.

de volt egy dolog baj a sejtek. “Telomereik túl hosszúak lettek” – mondja De Lange. Hasonlóképpen, a beteg telomerjei szokatlanul hosszúak voltak. “Ezeknek a betegeknek a telomerjei messze meghaladják a 99.percentiliset” – mondja De Lange.

“az adatok azt mutatják, hogy ha hosszú telomerekkel születik, akkor nagyobb a kockázata a rák kialakulásának” – mondja De Lange. “Látjuk, hogy ezekben a családokban a telomer tumorszuppresszor útvonal elvesztése hogyan vezet mellrákhoz, vastagbélrákhoz, melanómához és pajzsmirigyrákhoz. Ezeket a rákokat általában a telomer rövidülése blokkolta volna. Ezekben a családokban a rákok széles spektruma mutatja a telomer tumorszuppresszor útvonalának erejét.”

a tanulmány bemutatja az alapvető tudomány erejét az orvostudomány megértésének átalakítására. “A telomerek szabályozása alapvető probléma” – mondja De Lange. “Egy alapvető problémán dolgozva végül képesek voltunk megérteni egy emberi betegség eredetét.”