Telomeraza, o enzimă implicată în replicarea ADN-ului, joacă un rol important în dezvoltarea cancerelor și pare să explice de ce celulele canceroase se reproduc atât de agresiv. Legătura dintre telomerază și cancer este de interes deoarece oferă informații despre modul în care cancerele persistă atunci când celulele ar trebui să se oprească din creștere și oferă, de asemenea, câteva informații despre potențialele tratamente. Prin țintirea acestor enzime cu medicamente, un medic ar putea opri creșterea celulelor canceroase prin exploatarea legăturii telomerazei și cancerului.
În celulele normale, replicarea ADN-ului are un cost. Enzimele care dublează cromozomii nu pot merge până la capetele lanțurilor ADN. Acest lucru ar avea ca rezultat o tăiere constantă a materialului genetic și o degradare ulterioară a ADN-ului cu fiecare diviziune celulară. Secțiunile cunoscute sub numele de telomeri rezolvă această problemă oferind o serie de repetări la capetele cromozomilor. Tăierea unora dintre repetări nu dăunează ADN-ului de codificare din miezul cromozomului.
Cu fiecare diviziune celulară, telomerii se scurtează, chiar și cu telomeraza prezentă în celulă pentru a adăuga repetări în timpul diviziunilor pentru a menține ADN-ul cât mai stabil posibil. În cele din urmă, celulele nu se mai pot replica în mod fiabil și o linie celulară se stinge. Numărul de diviziuni de care este capabilă o celulă poate varia, iar în organism, în orice moment, celulele pot avea telomeri de lungimi diferite. Această senescență încorporată nu este doar o rețetă pentru îmbătrânire. De asemenea, permite organismului să închidă celulele pe măsură ce ADN-ul lor devine corupt prin replicări multiple, deoarece secțiunile sunt prea scurte pentru ca ADN-ul să poată fi copiat în mod fiabil.
Cercetătorii care studiază cancerul au observat că celulele tumorale au conținut adesea aceste proteine specifice. Acest lucru a demonstrat o legătură clară între telomerază și cancer, arătând că celulele tumorale au folosit enzima pentru a se face efectiv nemuritoare. Celulele canceroase au de obicei telomeri foarte scurti, dar legătura dintre telomerază și cancer asigură faptul că telomerii rămân suficient de lungi pentru ca celula să se replice, permițând unei tumori să crească.
Jack W. Szostak, Carol Greider și Elizabeth H. Blackburn, câștigători ai Premiului Nobel pentru Medicină sau Fiziologie în 2009, au făcut o descoperire importantă despre telomerază și cancer. Ei au descoperit că celulele canceroase au început să producă telomerază după ce au devenit maligne. Acest lucru explică de ce telomerii lor devin neobișnuit de scurti în primul rând, deoarece enzima nu este prezentă pentru a adăuga repetiții în timpul diviziunii celulare la început. Odată ce celulele încep să scape de sub control, pierzând controalele replicării care ar ucide în mod normal celulele maligne, ele folosesc telomeraza pentru a continua să crească.