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Telomeres, situados nas extremidades dos cromossomos, são repetições nucleotídicas da sequência TTAGGG (nos cromossomos humanos) que desempenham um papel crítico na proteção da informação genética celular 3 , 4 , 5 . Os telômeros são vários milhares de pares de bases e servem para proteger a integridade do resto do cromossomo durante a replicação do DNA. A replicação de cromossomos não é perfeita, resultando nas extremidades do cromossomo não serem completamente copiadas. Essa ineficiência na replicação é denominada "problema de replicação final" e resulta na perda de algumas das repetições de telômeros durante cada rodada de replicação 6 , 7 . O comprimento do Telomere pode ser restaurado após a divisão celular pela telomerase, uma enzima que substitui as sequências de telómeros perdidos 8 , 9 . A Telomerasa, no entanto, não éAtivado na maioria das células somáticas humanas e, como resultado, ao longo do tempo, os telômeros encurtarão, resultando em senescência celular 10 . Devido ao encurtamento de telomere, os telômeros são considerados como um biomarcador do envelhecimento e risco de doenças relacionadas com a idade 11 , 12 . Além disso, o comprimento do telómero pode ser afetado por fatores genéticos, ambientais e de estilo de vida e outros estímulos como o estresse oxidativo, indicando que o comprimento dos telômeros pode desempenhar um papel como biomarcador em estudos toxicológicos, epidemiológicos e comportamentais 13 , 14 , 15 .
Este artigo demonstra uma técnica para medir o comprimento do telômero usando uma análise de fragmento de restrição terminal modificada (TRF) adaptada de Mender e Shay 2 e Kimura et al. 16 , e semelhante a Herbert, Shay e WrigHt 1 e Haussmann e Mauck 17 . Tradicionalmente, a análise TRF envolve um procedimento Southern Blot. As transferências de Southern são consideradas como "padrão de ouro" para o estudo do comprimento dos telômeros e são ativamente usadas para examinar o comprimento dos telócitos dos leucócitos em estudos de epidemiologia 18 . Esta análise TRF usa DNA genômico digerido deixando atrás as repetições de telômeros. Os fragmentos de DNA são então separados por eletroforese em gel, desnaturados e transferidos para uma membrana de nitrocelulose. As sequências de telômeros são hibridizadas com uma sonda oligonucleotídica telomereira. Em vez de transferir os telômeros separados para uma membrana, outras técnicas de TRF usam técnicas de hibridação em gel com e sem desnaturação do DNA. A inclusão da desnaturação é importante quando se considera a detecção de telômeros intersticiais, que foram relatados em algumas espécies 19 . Os procedimentos que não possuem etapas desnaturantes apenas detectamE as gotas de DNA de cadeia simples em telômeros terminais e não se ligam a seqüências de telômeros intersticiais 18 .
Além da análise TRF, existem várias outras técnicas para medir o comprimento do telômero, que cada uma tem suas próprias vantagens e desvantagens. A técnica Flow-FISH pode medir o comprimento médio do telômero de células individuais de um tipo de célula distinto usando citometria de fluxo 16 , 20 . Embora possa marcar com precisão os telômeros com sondas altamente específicas e reduzir o erro humano através da automação, o Flow-FISH é caro, menos eficiente e requer amostras frescas e um técnico altamente qualificado, limitando sua capacidade de estudos epidemiológicos 16 . Além disso, esse método não explica mudanças potenciais no número de cromossomos na população celular. Outra técnica, qPCR, é amplamente aceita como meio de medir o comprimento dos telômeros para estudos de epidemiologia 16 devido ao seu alto rendimento, baixo custo e exigência de pequenas quantidades de DNA em comparação com outros métodos. No entanto, qPCR só pode medir o conteúdo médio de DNA telomérico em relação a um gene de cópia única e, portanto, é uma estimativa indireta do comprimento médio dos telômeros. Ele também produz um alto coeficiente de variância em estudos de comparação, em comparação com manchas do sul, levando a uma precisão questionável 21 .
O procedimento TRF tem suas próprias deficiências que limitam seu uso para alguns estudos. As técnicas TRF requerem uma grande quantidade de DNA em comparação com outros métodos (entre 2 e 3 μg por amostra). Isto limita as aplicações da técnica ao exame do comprimento do telômero de amostras clínicas para as quais pode ser coletado DNA genômico suficiente e não pode ser usado em amostras de DNA degradadas. Além disso, a análise TRF é dispendiosa e intensiva em mão-de-obra, exigindo 4-5 dias para produzir resultados. No entanto, o TRF produz um baixo coeficiente de variaçãoConcedendo sua reprodutibilidade. Embora este protocolo seja diferente do tradicional Southern Blot (utilizando hibridação em gel in situ ), as duas técnicas são fundamentalmente as mesmas.
A técnica apresentada aqui é uma combinação de uma transferência de Southern e hibridação em gel; Associando o passo de desnaturação do DNA de Southern Blots com a hibridação em gel. Esta combinação tem o benefício adicional da intensidade do sinal da sonda melhorada em comparação com o Southern Blot e produziu consistentemente resultados quantificáveis dentro do nosso laboratório. Além disso, o uso de sondas radioativas ao invés de sondas quimioluminescentes produz maior intensidade de sinal e permite a visualização e quantificação com um agente de fosforilação, tornando as análises do TRF fáceis de usar.