Cromozomul Y dispare odată cu vârsta: 4 din 10 bărbați îl pierd după 60 de ani. Ce poate însemna pentru inimă, creier și cancer

La 60 de ani, patru din zece bărbați au pierdut deja cromozomul Y din unele celule ale corpului. La 90 de ani, proporția ajunge la 57%. Îi afectează asta, biologic, ca bărbați?

Pentru cine nu mai ține minte de la orele de biologie, fiecare celulă a corpului uman conține 23 de perechi de cromozomi care poartă genele moștenite de la părinți. Ultima pereche, cea a cromozomilor sexuali, e cea care stabilește sexul biologic: femeile au combinația XX, bărbații XY. Cromozomul Y, primit exclusiv de la tată, este cel care declanșează dezvoltarea masculină a embrionului. Și cam acolo se opreau, până nu demult, cunoștințele despre el.

Cromozomul Y găzduiește doar 51 de gene care codifică proteine, un număr infim față de miile de pe ceilalți cromozomi. Doar că, în ultimii ani, studiile au scos la iveală că pierderea cromozomului Y pare asociată cu boli cardiovasculare, afecțiuni neurodegenerative, cancer și o durată de viață mai scurtă, scrie Jenny Graves, profesor de genetică la Universitatea La Trobe din Australia, într-o analiză publicată în The Conversation.

Un cromozom care dispare încet-încet

Pierderea cromozomului Y nu are loc într-o singură zi și nici nu afectează toate celulele deodată. Dispariția lui are loc treptat, odată cu diviziunile celulare. Fiind mai mic și mai vulnerabil la erori de replicare, cromozomul Y poate rămâne în afara nucleului în timpul diviziunii și se pierde definitiv. Celulele care rezultă nu îl mai au, iar acest lucru se transmite mai departe tuturor celulelor derivate din ele.

În timp, organismul ajunge să conțină un amestec de celule, unele cu cromozomul Y intact, altele fără el. Experimentele de laborator au arătat că celulele lipsite de cromozomul Y se divid mai rapid și tind să devină predominante în anumite țesuturi, inclusiv în cele afectate de boală.

Conform datelor prezentate de prof. Jenny Graves, e de așteptat ca țesuturile cu celule care se divid rapid să fie cele mai afectate. Factorii de mediu precum fumatul și expunerea la substanțe cancerigene accelerează procesul.

Cromozomul Y, considerat mult timp inutil

Cromozomul Y este mic și conține puține gene. În afara genei SRY, implicată în determinarea sexului masculin, și a câtorva gene legate de producerea spermatozoizilor, mult timp nu i-au fost atribuite alte funcții clare. Faptul că poate fi pierdut fără ca celula să moară, o caracteristică unică în genomul uman, a alimentat ideea că rolul său în funcționarea zilnică a celulei este limitat.

Mai mult, la unele specii de marsupiale, cromozomul Y este abandonat încă din stadiile timpurii ale dezvoltării embrionare. Iar la mamifere, în general, Y se degradează de aproximativ 150 de milioane de ani, la anumite specii de rozătoare a și dispărut complet, fiind înlocuit de alte mecanisme genetice.

Introducerea unor tehnici mai precise de analiză a activității genelor de pe cromozomul Y a schimbat această interpretare. S-a descoperit că pierderea cromozomului Y are efecte biologice măsurabile și nu poate fi considerată un fenomen lipsit de consecințe.

Boli cardiovasculare, demență Alzheimer, cancer, printre consecințe

În ultimii ani, tot mai multe studii au demosntrat că pierderea cromozomului Y apare frecvent alături de boli grave. Fenomenul a fost raportat în afecțiuni cardiovasculare, boli renale, demența Alzheimer, COVID-19 și mai multe tipuri de cancer.

Potrivit unui studiu german amplu, bărbații de peste 60 de ani la care pierderea cromozomului Y este frecventă prezintă o incidență mai mare a evenimentelor cardiace majore.

Ce simți când faci infarct și ce ai de făcut. Femeile au simptome de infarct diferite

O legătură similară a fost observată și în cazul bolilor renale. În probele de țesut analizate, pierderea cromozomului Y apare mai des în celulele rinichilor afectați, comparativ cu țesutul sănătos.

La pacienții diagnosticați cu boala Alzheimer, frecvența pierderii cromozomului Y este de zece ori mai mare decât în populația generală, un rezultat constant în mai multe analize independente.

Studiile care au evaluat cauzele deceselor prin COVID-19 la bărbați au identificat o asociere între pierderea cromozomului Y și mortalitatea crescută.

În oncologie, pierderea cromozomului Y a fost observată în mai multe tipuri de cancer la bărbați. În multe cazuri, cromozomul lipsește chiar din celulele tumorale, iar această absență este asociată cu forme mai agresive de boală și cu o evoluție mai puțin favorabilă.

• Citește și: Cum îți scazi riscul de cancer? Aproape 4 din 10 diagnostice pornesc de la aceleași trei cauze

Cauză sau consecință?

Asocierea statistică, oricât de semnificativă ar fi, nu demonstrează automat o relație de cauzalitate. Cu alte cuvinte, faptul că pierderea cromozomului Y apare frecvent alături de aceste boli nu înseamnă neapărat că le provoacă. Există mai multe scenarii posibile.

Unul dintre ele ar fi că bolile accelerează pierderea cromozomului Y. De pildă, în cazul afecțiunilor renale sau cardiace, repararea organelor presupune o diviziune celulară intensă, exact situația în care cromozomul Y se pierde cel mai ușor.

O altă posibilitate este existența unui factor comun. O predispoziție genetică ar putea favoriza atât instabilitatea cromozomială, cât și apariția bolilor. Datele din studiile de asociere la nivelul întregului genom indică faptul că frecvența pierderii cromozomului Y este determinată genetic în proporție de aproximativ o treime. Au fost identificate în jur de 150 de gene implicate, majoritatea legate de controlul ciclului celular și de riscul oncologic.

Totuși, există și un studiu pe șoareci care indică un efect direct. Cercetătorii au transplantat celule sanguine lipsite de cromozomul Y la șoareci iradiați. Animalele au prezentat ulterior o frecvență crescută de patologii asociate vârstei, inclusiv funcție cardiacă deteriorată și insuficiență cardiacă. Acesta este, deocamdată, unul dintre cele mai convingătoare argumente în favoarea ideii că pierderea cromozomului Y poate fi o cauză a bolilor.

Date similare apar și în oncologie. Pierderea cromozomului Y din celulele canceroase influențează comportamentul acestora și este legată de creșterea malignității, inclusiv în melanomul ocular, o formă de cancer mai frecventă la bărbați.

INTERVIU „Cancerul de piele la debut poate îmbrăca aspecte variate, nespecifice. Alunițele nu sunt singurele semne.“ Ghid complet de simptome și tratament

Ce face, de fapt, cromozomul Y în celule

Severitatea efectelor observate indică faptul că rolul cromozomului Y depășește determinarea sexului masculin. Deși conține puține gene, funcțiile sale nu se limitează la reproducere.

Gena SRY, cunoscută pentru rolul său în diferențierea sexuală, este activă în mai multe țesuturi ale organismului, inclusiv în afara sistemului reproducător. În creier, activitatea sa a fost asociată până acum cu mecanisme implicate în boala Parkinson. Alte patru gene de pe cromozomul Y funcționează exclusiv în testicul și sunt necesare pentru producerea spermatozoizilor.

Restul genelor de pe cromozomul Y au însă o expresie mult mai largă. Unele dintre ele intervin în reglarea activității altor gene, inclusiv a unor gene cu rol de supresori tumorali, implicate în controlul proliferării celulare.

Aceste gene există și sub formă de copii pe cromozomul X. Atât bărbații, cât și femeile au, în mod normal, două copii funcționale, una pe fiecare cromozom sexual. În momentul în care cromozomul Y se pierde, celula rămâne cu o singură copie, situație care modifică echilibrul reglării genice.

Pe lângă genele care codifică proteine, cromozomul Y conține și numeroase gene necodante, adică secvențe de ADN care sunt transcrise în ARN, dar nu sunt traduse niciodată în proteine. Cel puțin o parte dintre aceste gene necodante par să controleze funcționarea altor gene din genom.

Prin aceste mecanisme, pierderea cromozomului Y influențează expresia genelor din celulele responsabile de producerea sângelui și din cele implicate în răspunsul imunitar. Efectele se propagă la nivelul diferențierii celulare și al funcției cardiace, explicând de ce dispariția unui cromozom mic poate avea consecințe sistemice.

Un cromozom complet descifrat abia de curând

Cromozomul Y a fost secvențiat complet abia în ultimii ani, mult mai târziu decât restul genomului uman. Structura sa atipică, dominată de secvențe repetitive lungi, a făcut dificilă analiza și a întârziat descifrarea integrală a ADN-ului său.

Pe măsură ce funcțiile fiecărei gene de pe cromozomul Y sunt investigate mai precis, devin mai clare și mecanismele prin care pierderea lui influențează sănătatea. Datele disponibile în prezent sunt suficiente pentru a arăta că acest cromozom nu este inutil și că absența sa are efecte biologice reale asupra mai multor sisteme ale organismului.