211service.com
Jak zespół Downa zatrzymuje raka?
Od dziesięcioleci naukowcy wiedzą, że osoby z zespołem Downa, które mają dodatkową kopię chromosomu 21, zapadają na niektóre rodzaje raka w dramatycznie niższym tempie niż normalnie. Teraz, częściowo dzięki wykorzystaniu komórek macierzystych pochodzących ze skóry osoby z zespołem Downa, naukowcy z: Szpital Dziecięcy w Bostonie wskazali gen, który wydaje się leżeć u podstaw efektu ochronnego przed rakiem.
Głodni krwi: Korzystając z dostosowanych komórek macierzystych, naukowcy wykazali, że zespół Downa chroni przed rakiem, zapobiegając tworzeniu się własnych naczyń krwionośnych przez guzy. Guz na szczycie został wyhodowany przez komórki macierzyste pochodzące od osoby z zespołem Downa. Ma znacznie mniejszą sieć naczyń krwionośnych (czerwonych) niż guz na dnie, który został wygenerowany przez komórki macierzyste pochodzące od osobnika zdrowego pod względem chromosomalnym.
Naukowcy twierdzą, że wyniki ich badań, które zostały opublikowane dzisiaj w: Natura , może wskazywać na obiecujący nowy cel dla przyszłych terapii przeciwnowotworowych. Według biologów zajmujących się komórkami macierzystymi, prace wskazują również na rosnący trend w tej dziedzinie: wykorzystanie komórek macierzystych specyficznych dla choroby nie jako terapii, ale raczej jako modeli do zrozumienia konkretnych zaburzeń genetycznych.
Komórki macierzyste mogą być przydatne nie tylko dlatego, że je bierzesz i przeszczepiasz, mówi Evan Snyder , dyrektor programu komórek macierzystych i medycyny regeneracyjnej w Burnham Institute for Medical Research w San Diego. Są przydatne jako modele chorób, które ujawniają inne rodzaje terapii. Snyder nie był zaangażowany w nowe badanie.
Późno Judasz Folkman , naukowiec zajmujący się rakiem znany z pionierskiego poglądu, że blokowanie angiogenezy – wzrostu nowych naczyń krwionośnych – może zapobiegać rozwojowi guzów, postawił hipotezę, że niższe zachorowania na raka związane z zespołem Downa można przypisać genom antyangiogenezy na 21. chromosomie. Więc Sandra Ryeom, członkini Laboratorium Folkmanów w Programie Biologii Naczyniowej w Szpitalu Dziecięcym, skupionym na regionie na chromosomie 21, o którym wiadomo, że koduje regulator wzrostu naczyń krwionośnych zwany DSCR1.
U myszy z prawidłowymi chromosomami, standardowe dwie kopie Dscr1 Gen wytwarza wystarczającą ilość białka, aby pomóc w prawidłowym wzroście naczyń krwionośnych, ale nie na tyle, aby powstrzymać przeciążenie angiogenezy wywołane przez rozwijający się guz. Ale u myszy ze sztuczną wersją zespołu Downa (a tym samym trzecią kopią Dscr1 genu), Ryeom odkrył, że nadwyżka białka DSCR1 utrzymywała pod kontrolą nieprawidłową angiogenezę i wynikającą z niej proliferację guza.
Podczas gdy Ryeom i jej koledzy podejrzewają, że DSCR1 współpracuje z kilkoma innymi genami chromosomu 21, potwierdzili, że białko to odgrywa kluczową rolę w supresji nowotworu. Trzecia kopia Dscr1 sam gen wystarczył do zahamowania powstawania raka u zdrowych myszy, choć nie w takim stopniu, jak u myszy z zespołem Downa.
Aby potwierdzić, że gen jest istotny w ludzkich nowotworach, Ryeom i jej współpracownicy stworzyli niestandardową linię komórek macierzystych z komórek skóry pobranych od osoby z zespołem Downa. Stosując stosunkowo nową technikę zwaną indukowanym pluripotencjalnym przeprogramowaniem komórek macierzystych (iPS), naukowcy mogą ekspresjonować określone geny w zróżnicowanych dorosłych komórkach i przywracać je do wcześniejszego stanu rozwojowego, w którym są w stanie dać początek wielu różnym typom komórek.
Ludzkie komórki iPS oferują wygodny sposób badania wzrostu raka. Wstrzyknięte myszom z osłabionym układem odpornościowym generują chaotyczne, ale łagodne nowotwory złożone z wielu rodzajów tkanek. Kiedy naukowcy wstrzyknęli komórki iPS pochodzące od osoby o prawidłowym chromosomie, powstałe guzy wytworzyły skomplikowane sieci naczyń krwionośnych, które same się odżywiają. Ale kiedy zespół Ryeoma wstrzyknął komórki iPS pochodzące od pacjenta z zespołem Downa, guzy prawie w ogóle nie utworzyły naczyń krwionośnych.
Ponadto podejście oparte na komórkach macierzystych może umożliwić naukowcom skupienie się na innych potencjalnych białkach antyangiogennych na chromosomie 21 poprzez zmianę liczby kopii genów w komórkach iPS. Zasadniczo możemy zmapować, które geny są niezbędne w ludzkich komórkach zespołu Downa do blokowania wzrostu naczyń krwionośnych, mówi Ryeom. Komórki iPS można również wykorzystać do testowania potencjalnych leków podobnych do DSCR1.
Pomysł możliwości połączenia mysiego modelu choroby z rzeczywistymi ludzkimi komórkami w hodowli jest bardzo atrakcyjny, mówi Jeanne Loring , dyrektor Centrum Medycyny Regeneracyjnej w Scripps Research Institute w La Jolla w Kalifornii, który nie był zaangażowany w badania. To naprawdę duży krok naprzód.
Teraz, gdy Ryeom i jej koledzy wykazali znaczenie szlaku DSCR1 w blokowaniu nowotworów, naukowcy testują go jako potencjalny cel dla leków przeciwnowotworowych. Posiekając białko na maleńkie kawałki, zidentyfikowali najmniejszy fragment wymagany do zakłócenia nieprawidłowego wzrostu naczyń krwionośnych. Ryeom wyobraża sobie wykorzystanie tego kawałka nie tylko jako leku na raka, ale być może również jako profilaktyki. Gdybyśmy mogli potraktować to jako rodzaj zapobiegawczej, witaminowej terapii, spekuluje, czy zablokowałoby to nam wszystkim wzrost komórek nowotworowych w te ogromne, zabójcze masy?
Debabrata Mukhopadhyay , profesor biochemii i biologii molekularnej w Mayo Clinic Cancer Center w Rochester w stanie Minnesota zaleca ostrożność. Mówi, że ponieważ rola DSCR1 w normalnym rozwoju nie jest jeszcze dobrze poznana, zabawa z jego biologiczną ścieżką może mieć niezamierzone konsekwencje. Jest jednak optymistą, że nowe badanie pomoże naukowcom zacząć rozszyfrowywać ten mechanizm.
Jeśli istnieje jakakolwiek wyraźna różnica między wpływem DSCR1 na angiogenezę patologiczną a fizjologiczną, należy to rozwiązać, mówi Mukhopadhyay. Ale jest to bardzo ważny sposób poszukiwania terapii antyangiogennej.