Telomery związane z chorobą zwyrodnieniową stawów
20-06-2012 08:27
Najnowsze badanie zaprezentowane w czasopiśmie Arthritis Research & Therapy donosi, że komórki ze stawów kolanowych osób z chorobą zwyrodnieniową mają wyjątkowo krótkie telomery. Co więcej okazało się, że odsetek komórek z ultra krótkimi telomerami zwiększa się wraz z malejącą odległością do najbardziej uszkodzonego regionu stawu. Opublikowanymi badaniami zajmowali się naukowcy z Danii.
Telomery są fragmentami chromosomów eukariotycznych, zlokalizowanymi na ich końcach. W każdej komórce człowieka znajdują się 92 telomery. Pełnią bardzo ważną rolę funkcjonalną, którą jest zabezpieczenie przed degradacją chromosomów oraz utrzymanie integralności i stabilności genomu. Tym samym chronią przed nowotworzeniem i są związane z procesem „starzenia się” komórki. Funkcja ochronna tych struktur zależna jest od wielu zmiennych - białek związanych z telomerami (TRAF1, TRAF2, Ku86), poziomu aktywności telomerazy czy też samej długości telomerów.
Zostało udowodnione, ze normalny chromosom podczas duplikacji, powinien ulec skróceniu. Stąd liczba podziałów komórek jest ograniczona określoną liczbą cykli (limit Hayflick`a). Proces ten nazwano problemem replikacji końca. Telomery skracają się podczas każdego podziału komórkowego o ok. 50-200 bp. Wraz z utratą ich długości, chromosomy stają się niestabilne.
Po krytycznym skróceniu się telomerów, komórka ulega apoptozie. Jeśli ta sekwencja zdarzeń zostanie zaburzona, a komórka zacznie produkować własną telomerazę, dzięki której telomery będą ulegały ciągłemu odtwarzaniu, nabierze cech nieśmiertelnych i stanie się komórką rakową. Nie będzie wówczas reagowała na zewnętrzne sygnały, ale zachowa własną aktywność metaboliczną. Teoretycznie poprzez pozbawienie komórek rakowych telomerazy, możliwe byłoby zatrzymanie ich niekontrolowanych podziałów.
Okazało się jednak, że niektóre zaawansowane nowotwory nie posiadają komórkowej telomerazy. Istnieje kilka jednonukleotydowych polimorfizmów, zaangażowanych w genetyczną regulację długości telomerów u ludzi. Scharakteryzowano takie miejsca na chromosomach 14q23.2 i 12q12.22. Nie jest do końca znane ich dokładne znaczenie funkcjonalne i wpływ na życie komórki. Prawdopodobnie wpływają one na aktywność telomerazy, a przez to na długość samych telomerów.
Udowodniono związek chorób nowotworowych i nienowotworowych (nadciśnienie tętnicze, choroba wieńcowa) z długością telomerów czy aktywnością telomerazy. Co więcej oceny długości telomerów używa się jako markera diagnostycznego u kobiet z rakiem piersi.
Zespół naukowców z Danii wykorzystał nowo pozyskaną technologię (Universal single telomere length assay), ażeby szczegółowo przyjrzeć się telomerom komórek pobranych ze stawów kolanowych osób, które przeszły operację wymiany tego stawu. Wyniki analizy wykazały, że średnia długość telomerów komórek, które pobrano od osób chorujących na chorobę zwyrodnieniową stawów, były istotnie statystycznie krótsze. Co więcej, okazało się, że „ultra krótkie” telomery związane były ze stresem oksydacyjnym pojawiającym się w przypadku zapalenia stawów, stojącym u podłoża choroby zwyrodnieniowej.
Podsumowując, w komórkach stawu kolanowego stwierdzono krótsze telomery, zaś ich szczególnie skrócenie obserwowano u osób z cięższym przebiegiem choroby zwyrodnieniowej stawów, w miejscach uszkodzeń stawu. Ponadto wykazano ich związek ze starzeniem się.
Organizm starzeje się w aspekcie biologicznym poprzez m.in. brak możliwości odnowy chrząstek stawowych. Sugeruje to współistnienie dwóch procesów w chorobie zwyrodnieniowej. Z jednej strony w jej przebiegu, telomery skracają się wraz z wiekiem pacjenta, co zmniejsza zdolność komórek do podziałów, a z drugiej strony telomery ulegają skróceniu również ze względu na stan zapalny, obecny w obrębie stawu.
Naukowcy uważają, że powyższe procesy nakładają się, ale zdecydowanie to ten drugi przeważa w patogenezie choroby zwyrodnieniowej. Telomery odsłaniają tajemnice?
Dr n.med. Karolina Kłoda
Więcej: http://medtube.pl
Źródło:
1. Maria Harbo, Laila Bendix, Anne-Christine Bay-Jensen, Jesper Graakjaer, Kent Søe, Thomas L Andersen, Per Kjaersgaard-Andersen, Steen Koelvraa, Jean-Marie Delaisse. The distribution pattern of critically short telomeres in human osteoarthritic knees. Arthritis Research & Therapy, 2012; 14 (1): R12 DOI: 10.1186/ar3687
2. ScienceDaily. Retrieved April 17, 2012, from http://www.sciencedaily.com /releases/2012/01/120115223324.htm
3. Domański L, Ciechanowicz A, Ciechanowski K, Bińczak-Kuleta A, Kłoda K, Drozd A, Borowiecka E. Analysis of transrenal DNA content and DNA telomeres length in transplanted kidney recipients urine - project funded by MNiSW.
4. http://medtube.net/orthopedics/medical-videos/2640-unusual-bursitis-of-the-knee-video-lecture