A telomerase, uma enzima envolvida na replicação do DNA, desempenha um papel importante no desenvolvimento de cânceres e parece explicar por que as células cancerosas se replicam de forma tão agressiva. A ligação entre a telomerase e o câncer é de interesse porque fornece informações sobre como os cânceres persistem quando as células deveriam parar de crescer e também oferece algumas dicas sobre tratamentos potenciais. Ao direcionar essas enzimas com medicamentos, um médico poderia interromper o crescimento das células cancerosas explorando a ligação entre a telomerase e o câncer.
Em células normais, a replicação do DNA tem um custo. As enzimas que duplicam os cromossomos não podem percorrer todo o caminho até o final das cadeias de DNA. Isso resultaria em um corte constante de material genético e uma degradação subsequente do DNA a cada divisão celular. Seções conhecidas como telômeros contornam esse problema fornecendo uma série de repetições nas extremidades dos cromossomos. Cortar algumas das repetições não danifica o DNA codificador no núcleo do cromossomo.
Com cada divisão celular, os telômeros ficam mais curtos, mesmo com a telomerase presente na célula para adicionar repetições durante as divisões para manter o DNA o mais estável possível. Eventualmente, as células não podem mais se replicar de forma confiável, e uma linha celular morre. O número de divisões de que uma célula é capaz pode variar e, no corpo, a qualquer momento, as células podem ter telômeros de comprimentos variados. Essa senescência embutida não é apenas uma receita para o envelhecimento. Também permite que o corpo desligue as células à medida que seu DNA é corrompido por meio de múltiplas replicações, porque as seções são muito curtas para que o DNA seja copiado de maneira confiável.
Os pesquisadores que estudam o câncer observaram que as células tumorais freqüentemente continham essas proteínas específicas. Isso demonstrou uma ligação clara entre telomerase e câncer, mostrando que as células tumorais usaram a enzima para se tornarem efetivamente imortais. As células cancerosas normalmente têm telômeros muito curtos, mas a conexão entre a telomerase e o câncer garante que os telômeros permaneçam tempo suficiente para que a célula continue a se replicar, permitindo que o tumor cresça.
Jack W. Szostak, Carol Greider e Elizabeth H. Blackburn, vencedores do Prêmio Nobel de Medicina ou Fisiologia de 2009, fizeram uma descoberta importante sobre telomerase e câncer. Eles descobriram que as células cancerosas começaram a produzir telomerase depois de se tornarem malignas. Isso explica por que seus telômeros ficam anormalmente curtos em primeiro lugar, já que a enzima não está presente para adicionar repetições durante a divisão celular no início. Uma vez que as células começam a ficar fora de controle, perdendo os controles de replicação que normalmente matariam as células malignas, elas usam a telomerase para continuar crescendo.