Telomerer – stamceller, cancer och livslängd

Bakgrund – Vad är telomerer?

All vår ärftliga information som finns i vårt DNA är hoppackat i en struktur som kallas för kromosomer. Alla människors cellkärnor innehåller 46 stycken (23 par) kromosomer. Ändarna av kromosomerna utgörs av en specifik repetitiv DNA-sekvens som kallas för telomerer. Ordet telomerer kommer ifrån grekiskans telos vilket betyder ”slut” eller ”ände” och meros som betyder ”del”. Hermann Joseph Muller, en amerikansk genetiker, myntade ordet telomerer genom sin forskning i bananflugan Drosophila melanogaster där han upptäckte att de är specialiserade strukturer som skyddar kromosomerna. 2009 tilldelades Elizabeth Blackburn, Carol Greider och Jack Szostak Nobelpriset i fysiologi eller medicin för forskningen kring telomerer.

Vid varje celldelning förkortas telomererna, vilket leder till att celler har en begränsad livslängd. Telomerer och dess enzym, kallat telomeras, är även viktiga för stamceller, inom åldrande och vid cancerutveckling.

Telomerer syns oftast till i våra stamceller, ägg och spermier. I dessa områden på kroppen agerar telomererna på ett annorlunda vis än det som nämns nedan i artikeln, i dessa områden så förkortas inte strängarna överhuvudtaget och cellerna verkar heller ej åldras vilket är ett intressant fenomen.

Funktion telomerer

Telomerernas DNA-sekvens är en kort repetitiv sekvens (baserna TTAGGG – tymin, adenin och guanin) som är mellan 8000-10.000 baser lång på varje ände. Varje gång en cell ska dela sig, så måste DNA:t dupliceras för att varje dottercell ska bli identisk. På grund av den komplicerade processen som används vid dubblering av DNA:t, så kan inte den yttersta änden på telomererna kopieras och därför minskar längden på kromosomerna vid varje celldelning. När telomererna når en kritisk kort nivå, så slutar cellerna att dela sig eller så dör de. Därför har äldre personer generellt sett kortare telomerer än vad yngre personer har. Många har spekulerat i att längden av telomerer avgör hur länge en person kommer att leva vilket kan mätas via ett blod- eller salivprov, men detta har inte bevisats kliniskt. Telomerer skyddar även kromosonernas ändar genom att sätta ett litet lock i slutet, jämförbart med plaständelsen i ett skosnöre.

Cancer och stamceller

Vid cancer så delas cellerna obegränsat antal gånger i hög hastighet. I 85-90 procent av cancerfallen så beror detta på att enzymet telomeras är aktiverat. Telomeras hjälper till att bygga på telomererna kontinuerligt och med långa telomerer så blir cancerceller i princip odödliga. Om enzymet telomeras inte är aktiverat, så förlängs kromosomändarna på andra sätt för att förhindra celldöd.

Även i embryonala stamceller så är telomeras aktiverat. De embryonala stamcellerna kan utvecklas till alla celltyper i kroppen, vilket är mer än 200 olika celler. Eftersom telomererna är kontinuerligt långa, så kan även dessa celler dela sig obegränsat antal gånger. 

Även i cancerceller så verkar det inte som att telomererna åldras utan de bibehåller likt som i stamcellerna samt ägg och spermier sin längd.

Hämma nedbrytning av telomerer?

Det finns både för- och nackdelar med att använda telomeras som mål vid cancerbehandling. Fördelarna ligger i att merparten av all cancer har höga nivåer av telomeras, vilket tryggar cancercellernas tillväxt. Då normala vävnader inte uttrycker telomeras och stamceller har längre telomerer än cancerceller, så kan telomeras ses som ett specifikt mål vilket inte borde ge bieffekter i normala celler. Dock finns negativa följder där hämning av telomeras främst påverkar celler med något kortare telomerer, vilket då innebär en längre behandlingstid för att cancercelltillväxten ska stoppas. Längden av telomerer regleras via otroligt många molekylära signaleringsvägar, vilket kan göra det till ett komplext behandlingsalternativ.

Hur används telomerer i forskning och läkemedel?

Olika typer av forskning i telomerer skulle kunna bistå med värdefull information om generellt åldrande och även att använda för att bekämpa cancer. Telomerer är ett hett ämne men används idag inte officiellt som något inom läkemedel.

Det man har sett från labtester är att människoceller slutar att dela på sig när man inaktiverar telomererna, det är för att längden inte bibehålls efter delningen. Cellerna går in i ett stadium som kallas för senescence, när man sen återaktiverar telomererna så fortsätter cellerna att dela sig.

Detta skulle kunna leda till att forskare hittar ett sätt att få cellerna att leva i all evighet och därför skulle man kunna massproducera celler för att använda inom diverse transplantationer. Användningsområdena är många, från diabetes, cancer till att behandla brännsår.

Det har även gjorts forskning på möss, de mössen som saknade enzymet telomeras visade snabbt tecken på för tidigt åldrande, man har dock inte kunnat konstatera om telomererna är anledningen till att människor åldras eller om det bara är ett tecken på åldrande.

Nyfödda har i snitt mellan 8000 – 13000 baspar, det har noterats att 20-40 baspar går förlorade varje år, vilket innebär att en person som är 50 år har förlorat upp till 2000 av sina baspar. Övervikt och rökning kan också snabba på effekten av förlorade baspar.

Telomerer är en väldigt intressant och facinerande upptäckt och vi ser fram emot att skriva mer om dessa telomerer.