Cum protejează radicalii de oxigen împotriva cancerului

Radicalii de oxigen, specii reactive de oxigen (prescurtate SRO sau ROS – din engleză) au fost considerați de-a lungul timpului dăunători pentru organism. Aceștia sunt produși, de exemplu, de fumat sau de radiații UV. Din cauza reactivității lor ridicate, pot deteriora multe molecule importante din celule, inclusiv molecula de ADN ereditară. Ca urmare, există riscul de reacții inflamatorii și transformarea celulelor afectate în celule canceroase.

Cu toate acestea, din cauza efectului lor dăunător, radicalii liberi ai oxigenului sunt produși în mod deliberat de către organism, de exemplu de către celulele epiteliale imune sau pulmonare, care distrug bacteriile și virusurile invadatoare cu SRO. Pentru asta este nevoie de concentrații relativ ridicate de ROS.

În concentrații scăzute, pe de altă parte, speciile reactive de oxigen joacă un rol important ca molecule de semnalizare. Pentru aceste sarcini, radicalii de oxigen sunt produși în mod specific de un întreg grup de enzime.

Un reprezentant al acestui grup de enzime este Nox4, care produce în mod continuu cantități mici de H2O2. Nox4 se găsește în aproape toate celulele corpului, unde produsul său H2O2 menține un număr mare de funcții de semnalizare specializate, contribuind, de exemplu, la inhibarea reacțiilor inflamatorii.

Nox4 poate preveni dezvoltarea cancerului

Cercetătorii de la Universitatea Goethe din Frankfurt, conduși de prof. dr. Katrin Schröder, au descoperit acum că, prin producerea H2O2, Nox4 poate chiar preveni dezvoltarea cancerului.

Ei au examinat șoareci care nu puteau produce Nox4 din cauza unei mutații genetice. Atunci când acești șoareci au fost expuși la o toxină de mediu cancerigenă, probabilitatea ca aceștia să dezvolte o tumoare s-a dublat.

Deoarece șoarecii sufereau de tipuri foarte diferite de tumori, cum ar fi sarcoame ale pielii și carcinoame de colon, cercetătorii au suspectat că Nox4 are o influență fundamentală asupra sănătății celulare.

Investigațiile moleculare au arătat că H2O2 format de Nox4 menține o cascadă care împiedică anumite proteine ​​de semnalizare importante (fosfataze) să intre în nucleul celular.

Dacă Nox4 și, în consecință, H2O2 sunt absente, acele proteine ​​de semnalizare migrează în nucleul celulei, iar deteriorarea severă a ADN-ului este greu de recunoscut, notează Eurekalert.

Cum reacționează celulele la deteriorarea ADN-ului

Leziuni severe ale ADN-ului, de exemplu rupturi ale lanțului dublu, apar undeva în corp în fiecare zi. Celulele reacționează foarte sensibil la astfel de deteriorări ale ADN-ului, punând în mișcare un întreg repertoriu de enzime reparatoare. Dacă acest lucru nu ajută, celula își activează programul de moarte celulară – o măsură de precauție a organismului împotriva cancerului.

Atunci când astfel de daune nu sunt recunoscute, cum se întâmplă în absența Nox4, stimulează formarea cancerului.

Dacă Nox4 lipsește și, prin urmare, nu există H2O2, celulele nu mai recunosc deteriorarea ADN-ului. Mutațiile se acumulează și celulele deteriorate continuă să se înmulțească. Dacă se adaugă o toxină de mediu care afectează masiv ADN-ul, daunele nu mai sunt recunoscute și reparate. Nici celulele afectate nu sunt eliminate, ci se înmulțesc, uneori foarte repede și necontrolat, ceea ce duce în cele din urmă la dezvoltarea tumorilor. O cantitate mică de H2O2 menține astfel un echilibru intern în celulă care protejează celulele de la degenerare”, a explicat prof. Katrin Schröder.

Rezultatele cercetării au fost publicate în revista PNAS.