Notícia

Onde as toxinas do tabaco atacam o DNA?

Fonte

ETH Zurique | Instituto Federal de Tecnologia de Zurique

Data

domingo, 26 fevereiro 2023 11:35

Áreas

Biologia. Bioquímica. Biotecnologia. Genética. Genoma. Microbiologia. Oncologia. Saúde Pública. Toxicologia.

Os compostos químicos da fumaça do tabaco alteram o DNA das células pulmonares de maneiras que podem levar ao câncer em longo prazo. Pesquisadores do Instituto Federal de Tecnologia de Zurique (ETH Zurique), na Suíça, conseguiram recentemente localizar com precisão essas mudanças pela primeira vez. Os resultados são claros: o padrão de alterações de DNA que eles determinaram em experimentos de cultura de células é consistente com mutações conhecidas no câncer de pulmão.

Embora esses resultados não sejam os primeiros a mostrar a ligação entre o tabagismo e o câncer de pulmão – essa relação causal foi estabelecida há muito tempo –, só agora os cientistas liderados pela Dra. Shana Sturla, professora de Toxicologia do ETH Zurique, puderam usar seus novo método para mapear exatamente quais blocos de construção do DNA são alterados no processo. Com a nova abordagem, um dia também será possível determinar os efeitos de outras toxinas nas células – e fazer isso deve ser relativamente fácil usando cultura de células e análises de biologia molecular. Até agora, tais estudos toxicológicos tinham que ser realizados com animais de laboratório.

No estudo, publicado na revista científica ACS Central Science, os pesquisadores se concentraram em um composto químico específico: o benzopireno, produzido quando o tabaco é queimado. Quando o composto entra no corpo humano, é convertido em metabólitos muito específicos que há muito são conhecidos por sua toxicidade. Os cientistas pegaram esses metabólitos de benzopireno e os adicionaram às células pulmonares, que eles cultivaram em laboratório para seus estudos.

Mudanças como precursoras de mutações

Já se sabe há algum tempo que os metabólitos do benzopireno reagem com o bloco de construção do DNA guanina e o alteram em um processo conhecido como alquilação. Embora existam mecanismos de reparo nas células que podem reverter essa alteração, eles não são eficazes em todos os casos. Se uma célula se divide sem primeiro reverter a alquilação, uma mutação de DNA ocorre neste local – e algumas dessas mutações podem causar câncer. Sabe-se também que o efeito carcinogênico da fumaça do cigarro se deve em grande parte aos metabólitos do benzopireno.

Os pesquisadores do ETH Zurique  queriam determinar quais guaninas no DNA os metabólitos do benzopireno tendem a alterar e, em particular, quais dessas alterações também persistem em longo prazo. Para fazer isso, eles usaram anticorpos que se ligam especificamente a guaninas alteradas. Vários métodos ajudaram os pesquisadores a mapear posteriormente esses locais. Em um desses métodos, os cientistas copiaram os filamentos de DNA de maneira semelhante a uma reação de PCR. Sempre que a máquina copiadora atinge uma guanina alterada, ela é bloqueada e o processo de cópia para. O sequenciamento subsequente do DNA permite que os pesquisadores determinem onde ocorreu esse término – e, assim, possam inferir a localização da alteração do DNA.

Examinando uma ampla gama de produtos químicos

A alquilação da guanina é apenas uma das inúmeras maneiras pelas quais as toxinas podem alterar o DNA. Os pesquisadores agora planejam adaptar sua abordagem para que possam, no futuro, mapear outras mudanças no DNA também. Isso teria várias aplicações: seria então possível analisar uma ampla gama de compostos químicos usando experimentos simples de cultura de células para prever o risco de causarem câncer. Além disso, seria possível estudar quais tipos de células e quais predisposições genéticas individuais são especialmente suscetíveis a alterações no DNA e, portanto, à degeneração cancerígena.

“Assim que entendermos quais produtos químicos causam quais alterações no DNA, seremos capazes de retroceder também e, para alterações genômicas conhecidas, determinar quais toxinas provavelmente contribuíram para elas”, disse a professora Shana Sturla.

Além do mais, esses testes podem ser usados ​​em pesquisas fundamentais para descobrir como as assinaturas mutacionais características nas células cancerígenas surgem em primeiro lugar. Em última análise, a Dra. Shana Sturla está pensando em usar a abordagem para estudar não apenas toxinas químicas, mas também alterações no DNA causadas por fatores ambientais, pela nutrição ou pelo envelhecimento celular normal.

Acesse o artigo científico completo (em inglês).

Acesse a notícia completa na página do Instituto Federal de Tecnologia de Zurique (em inglês).

Fonte: Fabio Bergamin, ETH Zurique. Imagem: Pixabay (montagem).

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