Uma célula em divisão. © iStockphoto / Pete Draper Em um pequeno laboratório na Filadélfia, Penn., em 1965, um jovem biólogo curioso conduziu um experimento que revolucionaria a maneira como pensamos sobre o envelhecimento e a morte. O cientista que conduziu esse experimento, Dr. Leonard Hayflick, mais tarde emprestaria seu nome ao fenômeno que descobriu, o limite de Hayflick .
O Dr. Hayflick notou que as células cultivadas em culturas se reproduzem por divisão. Eles produzem fac-símiles de si mesmos (por um processo conhecido como mitose ) um número finito de vezes antes que o processo pare para sempre e a célula morra. Além disso, células congeladas durante sua vida e depois voltaram a um estado ativo tinham uma espécie de memória celular:as células congeladas recomeçaram exatamente de onde pararam. Em outras palavras, interromper a expectativa de vida das células não fez nada para prolongá-la.
Hayflick descobriu que as células passam por três fases. O primeiro é rápido, divisão celular saudável. Na segunda fase, mitose diminui. Na terceira fase, senescência , as células param de se dividir totalmente. Eles permanecem vivos por um tempo depois que param de se dividir, mas algum tempo depois que a divisão celular termina, as células fazem uma coisa particularmente perturbadora:essencialmente, eles cometem suicídio. Quando uma célula chega ao fim de sua vida útil, sofre uma morte celular programada chamada apoptose .
Quando uma nova célula nasce de uma mais velha por meio da divisão celular, ele começa sua própria vida. Esta extensão parece ser governada pelo DNA, localizado no núcleo de uma célula. Um aluno de Hayflick descobriu mais tarde que, quando removeu o núcleo de uma célula velha e o substituiu pelo núcleo de uma célula jovem, a velha célula ganhou uma nova vida. O tempo de vida da célula velha passou a ser o de uma célula jovem. Como qualquer outra célula (exceto para células-tronco), ele se dividiu mais rapidamente no início de sua vida, eventualmente diminuindo a divisão celular à medida que envelhecia, antes de parar completamente e sofrer apoptose.
As implicações do limite de Hayflick são surpreendentes:os organismos têm um relógio molecular que está inexoravelmente diminuindo a partir do momento em que nascemos. Exploraremos essa ideia mais adiante na próxima página.
Quando o Dr. Leonard Hayflick realizou seus experimentos usando células humanas cultivadas em uma cultura, ele conseguiu puxar a cortina de um processo antigo que essencialmente impede a imortalidade. O processo de morte celular existe dentro de nosso código genético. O núcleo de um célula diplóide (uma célula com dois conjuntos de cromossomos) é composta de informações de DNA fornecidas por cada um dos pais de um organismo. Uma vez que a chave para o limite de Hayflick é encontrada no núcleo da célula, estamos basicamente programados para morrer. Por que é isso?
Existem vários motivos pelos quais uma célula deve ser programada para morrer após um certo ponto. Nos estágios de desenvolvimento, por exemplo, os fetos humanos têm tecido que cria alguma teia entre nossos dedos. À medida que gestamos, esse tecido sofre apoptose que, em última análise, permite que nossos dedos se formem. A menstruação - o processo mensal de eliminação do revestimento do útero - também é realizada por meio da apoptose. A morte celular programada também combate o câncer (definido como crescimento celular descontrolado); uma célula que se torna cancerosa ainda tem uma vida útil como qualquer outra célula e acabará morrendo. Os medicamentos usados na quimioterapia têm como objetivo acelerar esse processo, desencadeando a apoptose nas células cancerosas.
A apoptose é o resultado de vários sinais de dentro e de fora da célula. Quando uma célula para de receber os hormônios e proteínas de que precisa para funcionar ou sofre danos suficientes para parar de funcionar corretamente, o processo de apoptose é desencadeado. O núcleo explode e libera substâncias químicas que atuam como sinais. Esses produtos químicos atraem fosfolipídios que engolfam os fragmentos de células, degradam os cromossomos individuais e os levam para fora do corpo como resíduos.
Claramente, a apoptose é um processo intensamente regulado e altamente refinado. Quão, então, poderíamos impedir isso? Vamos descobrir na próxima página.
O limite máximo de HayflickQuando todas as células criadas no corpo humano antes do nascimento (e todas as células que essas células produzem) são multiplicadas pelo tempo médio que leva para as células chegarem ao fim de suas vidas, você tem cerca de 120 anos. Este é o limite final de Hayflick - o número máximo de anos que um ser humano pode viver. O que é estranho é que o livro bíblico de Gênesis (6:3) afirma explicitamente que os dias da humanidade "durarão cem anos e vinte" [fonte:Cramer]. Vale a pena mencionar, no entanto, que este tempo de vida é posteriormente corrigido nos Salmos 90:10, que diz que podemos viver até os 70 anos; 80 anos no máximo [fonte:Bible Gateway].
Os telômeros são fitas não replicantes de DNA nas extremidades dos pares de cromossomos que permitem que a divisão celular seja realizada. Thomas Northcut / Getty Images A descoberta do limite de Hayflick representou uma mudança radical na forma como a ciência olhou para a reprodução celular. Antes da descoberta do médico, pensava-se que as células eram capazes de imortalidade. Embora o fenômeno do limite de Hayflick tenha sido estudado apenas in vitro, acabou sendo geralmente aceito na comunidade científica como um fato. Por décadas, parecia que o limite era intransponível, e ainda parece assim. Em 1978, Contudo, a descoberta de um segmento de DNA não replicante em células chamado telômeros lançar luz sobre a possibilidade de imortalidade celular.
Telômeros são sequências repetitivas de DNA encontradas nas extremidades dos pares de cromossomos dentro das células diplóides. Esses fios são geralmente comparados às pontas de plástico dos atacadores (chamados aglets), que evitam que os atacadores desfiem. Os telômeros fornecem a mesma proteção aos cromossomos, mas o telômero na extremidade de cada par de cromossomos é encurtado a cada divisão celular. Eventualmente, o telômero está esgotado, e começa a apoptose.
A descoberta de telômeros apoiou o limite de Hayflick; Afinal, foi o mecanismo físico pelo qual as células entraram na senescência. Pouco menos de uma década depois, Contudo, outro avanço no envelhecimento celular foi descoberto. Telomerase é uma proteína encontrada em todas as células, mas em células normais, está desligado - não faz nada. Em células anormais, como tumores e células germinativas, Contudo, a telomerase é bastante ativa:ela contém um molde de RNA capaz de produzir novos telômeros nas extremidades dos cromossomos nas células em envelhecimento.
A telomerase entusiasmou a comunidade de pesquisadores do envelhecimento por duas razões. Primeiro, uma vez que é naturalmente ativo em tumores e pode ser detectado em amostras de urina, o teste para a presença de telomerase pode levar a testes mais eficazes em pacientes com câncer. Segundo, pesquisadores descobriram como extrair a telomerase e sintetizá-la. Potencialmente, se a telomerase ativa for adicionada às células adultas normais, eles continuarão a se replicar muito além de seu limite de Hayflick. Em um estudo que apóia essa noção, os pesquisadores relataram que as células às quais introduziram a telomerase se replicaram 20 vezes a mais do que sua expectativa de vida normal indicaria - e ainda estão se dividindo [fonte:Cherfas].
A ciência ainda precisa provar definitivamente que a telomerase pode produzir a imortalidade celular. Parece haver uma miríade de fatores envolvidos na morte celular programada, além da destruição dos telômeros. Enquanto os humanos temerem a morte, no entanto, sempre haverá pesquisas para superar esses obstáculos naturais à nossa imortalidade, celular ou não.
