Pierderea cromozomului Y la bărbaţi, legată de boli grave, cancer şi scăderea speranţei de viaţă

Bărbaţii au tendinţa de a-şi pierde cromozomul Y din celule pe măsură ce înaintează în vârstă, iar noi studii leagă acest fenomen de un risc crescut de boli grave şi de scăderea speranţei de viaţă, conform unui material de analiză publicat vineri.

Cromozomul Y conţine relativ puţine gene folosite pentru altceva decât determinarea sexului masculin. Mult timp, oamenii de ştiinţă au crezut că pierderea acestui cromozom din unele celule nu are un impact real asupra sănătăţii organismului.

Noile tehnici de detectare a genelor cromozomului Y au evidenţiat însă pierderi frecvente ale acestuia în ţesuturile bărbaţilor în vârstă. Legătura cu înaintarea în vârstă este clară. Aproximativ 40% dintre bărbaţii de 60 de ani prezintă pierderi ale cromozomului Y, iar la cei de 90 de ani procentul ajunge la 57%. Joacă un rol important şi factorii de mediu, precum fumatul sau expunerea la agenţi cancerigeni.

Pierderea cromozomului Y apare doar în anumite celule, iar celulele descendente ale acestora nu mai recuperează niciodată cromozomul lipsă. Se formează astfel un mozaic de celule cu şi fără cromozom Y în organism. În culturile de laborator, celulele fără cromozom Y cresc mai rapid decât cele normale, ceea ce sugerează că ar putea avea un avantaj competitiv în organism – inclusiv în interiorul tumorilor.

Cromozomul Y este deosebit de predispus la erori în timpul diviziunii celulare. Poate rămâne izolat într-o mică pungă de membrană care ulterior se pierde. Din acest motiv, ne-am aştepta ca ţesuturile în care celulele se divid rapid să manifeste pierderi mai mari ale cromozomului Y.

Cromozomul Y uman este mic şi neobişnuit, având doar 51 de gene care codifică proteine (fără a lua în calcul copiile multiple), în comparaţie cu miile de gene prezente pe ceilalţi cromozomi. El are roluri cruciale în determinarea sexului şi în funcţia spermatozoizilor, însă mult timp s-a crezut că în rest nu îndeplineşte prea multe funcţii.

În laborator, cromozomul Y se pierde frecvent atunci când celulele sunt cultivate. Este singurul cromozom care poate dispărea fără a ucide imediat celula. Acest lucru sugerează că, pentru creşterea şi funcţionarea de bază a celulei, funcţiile specifice codificate de genele Y nu par absolut esenţiale.

Există chiar specii la care masculii renunţă complet la cromozomul Y la începutul dezvoltării, aşa cum se întâmplă la unele marsupiale, iar evoluţia pare să elimine rapid acest cromozom. La mamifere, cromozomul Y se degradează de circa 150 de milioane de ani şi a fost deja pierdut sau înlocuit la anumite specii de rozătoare.

Prin urmare, părea logic că pierderea cromozomului Y în ţesuturile corporale târziu în viaţă nu ar trebui să reprezinte o dramă majoră pentru sănătate.

Totuşi, în ciuda acestei aparente inutilităţi pentru majoritatea celulelor din organism, se acumulează dovezi că pierderea cromozomului Y este asociată cu afecţiuni grave, precum boli cardiovasculare, tulburări neurodegenerative şi cancer. Pierderea frecventă a cromozomului Y în celulele renale este, la rândul ei, legată de bolile de rinichi.

Mai multe cercetări indică acum o relaţie între pierderea cromozomului Y şi bolile cardiace. Un studiu german de mare amploare a constatat, de exemplu, că bărbaţii de peste 60 de ani cu frecvenţe ridicate de pierdere a cromozomului Y se confruntau cu un risc crescut de infarct miocardic.

Pierderea cromozomului Y a fost asociată şi cu decesele cauzate de COVID, fapt ce ar putea contribui la explicarea diferenţelor de mortalitate dintre sexe. De asemenea, la pacienţii cu boala Alzheimer s-a constatat o frecvenţă de aproximativ zece ori mai mare a pierderii genei Y.

Numeroase studii au documentat legături între pierderea cromozomului Y şi diverse tipuri de cancer la bărbaţi. Ea este legată şi de un prognostic mai nefavorabil la pacienţii oncologici. În multe cazuri, pierderea cromozomului Y este prezentă direct în celulele canceroase, alături de alte anomalii cromozomiale.

Deocamdată, este dificil de stabilit cu exactitate ce anume determină conexiunile dintre pierderea acestui cromozom şi multiplele probleme de sănătate asociate. Ar putea fi vorba de afecţiuni care duc la pierderea cromozomului Y. Sau un al treilea factor comun ar putea provoca, simultan, şi bolile, şi această pierdere.

Există însă un studiu pe şoareci care indică un posibil efect direct. Cercetătorii au transplantat în şoareci iradiaţi celule sanguine cu deficit de cromozom Y. Aceşti şoareci au dezvoltat apoi frecvenţe crescute ale unor patologii legate de vârstă, inclusiv o funcţie cardiacă mai slabă şi, ulterior, insuficienţă cardiacă.

În mod similar, pierderea cromozomului Y din celulele canceroase pare să influenţeze direct ritmul de creştere celulară şi gradul de malignitate, putând contribui la apariţia melanomului ocular, o formă de cancer mai frecventă la bărbaţi.

Efectele clinice observate în cazul pierderii cromozomului Y sugerează că acest cromozom are, totuşi, funcţii importante şi în alte celule ale corpului. Dar, având în vedere cât de puţine gene conţine, apare întrebarea: cum este posibil aşa ceva?

Gena SRY, responsabilă de determinarea sexului masculin şi localizată pe cromozomul Y, este exprimată pe scară largă în organism. Cu toate acestea, singurul efect cert atribuit activităţii sale în creier este implicarea în dezvoltarea bolii Parkinson. În plus, patru gene esenţiale pentru producerea spermatozoizilor sunt active exclusiv în testicul.

În schimb, printre celelalte 46 de gene aflate pe cromozomul Y se află câteva care sunt exprimate în multe tipuri de ţesuturi şi au roluri esenţiale în activitatea şi reglarea altor gene. Unele dintre ele sunt cunoscute ca supresoare de cancer.

Toate aceste gene au copii şi pe cromozomul X, astfel încât atât bărbaţii, cât şi femeile dispun de două copii în total. Este posibil ca lipsa unei a doua copii funcţionale în celulele care au pierdut cromozomul Y să ducă la un anumit tip de dereglare biologică.

În afară de genele care codifică proteine, cromozomul Y conţine şi numeroase gene necodificatoare. Acestea sunt transcrise în molecule de ARN, dar nu sunt traduse în proteine. Cel puţin o parte dintre aceste gene necodificatoare par să controleze activitatea altor gene.

Această caracteristică ar putea explica de ce cromozomul Y reuşeşte să influenţeze funcţionarea genelor aflate pe mulţi alţi cromozomi. Pierderea sa modifică exprimarea unor gene din celulă. Afectează gene implicate în producerea celulelor sanguine şi gene care reglează funcţia imunitară. Poate influenţa indirect diferenţierea tipurilor de celule sanguine şi funcţia inimii.

ADN-ul genei Y umane a fost secvenţiat complet abia de câţiva ani, prin urmare este posibil ca, odată cu trecerea timpului, să descoperim mai clar cum anumite gene de pe acest cromozom contribuie la efectele negative asupra sănătăţii.