Cellule ascidia far luce sullo sviluppo del cancro

Aprile 14, 2016 Admin Salute 0 3
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Studiare embrioni del ascidia Ciona intestinalis, i ricercatori hanno scoperto che le cellule anche non invasive fanno i delicati, strutture altamente transitori noti come Invadopodi. Il gruppo ha scoperto che le cellule cardiache futuri dell'embrione Ciona utilizzano Invadopodi di captare i segnali chimici dal loro ambiente. Questi fattori di crescita cosiddette fornire le cellule con indizi utili a capire dove sono in sviluppo dell'embrione e che tipo di cellule che dovrebbero trasformarsi in.

I risultati suggeriscono che questo ruolo in precedenza sconosciuta di Invadopodi potrebbe anche essere in gioco nel caso di cellule tumorali: loro Invadopodi può servire a legare molecole di segnalazione simili che li proteggono dai processi di eliminazione del corpo, in modo da garantire la loro sopravvivenza.




"Questi sono sporgenze invasive particolari e sono visti solo in tipi di cellule e cellule tumorali rare. Siamo i primi a vederli nel fiorente Ciona embrione, e di certo non ci aspettavamo di vederli in quel contesto," ha detto Davidson, che è un membro di Arizona Cancer Center di UA. "In Ciona, le cellule che stanno facendo questi particolari tipi di armi non li usano per l'invasione. Queste cellule si comportano in modo molto diverso dalle cellule tumorali."

Le cellule formano Invadopodi in un processo simile pitching una tenda: Essi spingere una porzione della loro rigida, impalcature interno in una porzione della membrana cellulare che avvolge l'intera cella, estendendo così lungo, protrusione sottile verso l'esterno.

"Queste strutture sono estremamente fragili. Le cellule crescono e li ritraggono in brevi periodi di tempo," ha detto Davidson. "Per questo motivo, sono quasi impossibili da vedere in campioni fissati. Noi pensiamo che sono probabilmente molto più comune di quanto si creda."

Le cellule tumorali sono noti da molto tempo di usare Invadopodi di sfondare i tessuti che fungono da barriere naturali mantenendo le cellule sotto controllo e assicurarsi che rimangono nelle loro posizioni assegnate.

"La maggior parte delle cellule non possono mai attraversare le barriere epiteliali", ha detto Davidson. "Essi svolgono un ruolo importante nel controllo della posizione e il movimento delle cellule, specialmente in un embrione."

"Quando un tumore si diffonde, le sue cellule hanno di uscire e fuggire in altri tessuti", spiega Davidson. "Per fare questo, devono invadere un vaso sanguigno, recarsi nella nuova posizione e poi tornare fuori, che impone loro di passare attraverso i rivestimenti dei vasi sanguigni e di invadere barriere simili a destinazione."

A causa della capacità delle cellule tumorali 'di rompere le barriere e invadere i tessuti, i ricercatori sono molto interessati ai meccanismi che consentono quelle cellule si comportino in questo modo.

"Ci sono un certo numero di modi in cui possono superare le barriere" Davidson spiegato. "A volte faranno realmente interrompono completamente il muro, fare una pausa nel muro e far passare. Invadopodi Cancer cell secernono proteine ​​che contribuiscono a rendere queste interruzioni e può anche fisicamente spingere le cellule da parte."

Le cellule in Ciona, tuttavia, usano il loro Invadopodi in modo diverso, i ricercatori hanno scoperto.

Inititally, la squadra stava indagando una completamente diversa domanda scientifica: come le forme di cuore in via di sviluppo Ciona embrione. Semplice struttura corporea del ascidia smentisce la sua stretta parentela biologica ai vertebrati, inclusi gli esseri umani.

Infatti, Ciona condivide la maggior parte dei suoi geni con vertebrati. Ciona ha un cervello, gli occhi, la bocca e un intestino e un cuore. Mentre sostanzialmente simile, l'sviluppando Ciona embrione è molto meno complesso di un embrione vertebrato. La combinazione di somiglianza genetica e la semplicità anatomica rende il mare schizzare un organismo modello ideale per districare i processi biologici che sarebbe troppo complesso per studiare nei vertebrati.

Davidson è particolarmente interessato a capire i geni che controllano lo sviluppo del cuore, con l'obiettivo di decifrare i meccanismi alla base di difetti cardiaci congeniti negli esseri umani. A differenza della sua controparte umana, il cuore di Ciona è molto semplice e si sviluppa in un processo molto preciso e prevedibile. Una cella particolare dà origine a tutte le cellule cardiache futuri. Quando la cella subisce la prima divisione conseguente due cellule figlie, solo uno di loro, e sempre lo stesso, diventa una cellula progenitrice cuore continuando lineage mentre l'altro dà luogo a coda muscolatura.

"Stavamo cercando di capire come le cellule rendono questa decisione," ha detto Davidson. "Sapevamo che ci sono segnali chimici, fattori di crescita, che coassiale una delle celle a diventare una cellula del cuore, ma non avevamo idea del perché una cellula risponde a tali segnali e l'altro no."

Quando i ricercatori etichettati membrane delle cellule per renderli visibili con un microscopio laser altamente sensibile, hanno scoperto che la cellula progenitrice cuore differisce dalla sorella che fece Invadopodi. A differenza delle cellule tumorali, tuttavia, le cellule in Ciona non sembravano utilizzare loro Invadopodi di invadere i tessuti.

"Hanno fagocitare una cella adiacente, ma poi tirare indietro", ha detto Davidson. "Non hanno mai fare qualsiasi altra cosa con loro Invadopodi, non hanno mai far passare. Questo è ciò che ci ha fatto chiedere, perché stanno facendo questo? ' Si suggerisce di utilizzare i loro sporgenze per qualcos'altro. "

I ricercatori hanno poi scoperto che le cellule che fanno Invadopodi risposto molto più forte per i fattori di crescita di altre cellule, suggerendo la loro funzione Invadopodi come antenne per captare i segnali che istruiscono la cellula a diventare una cellula progenitrice cuore.

Questa scoperta offre una possibilità intrigante: Potrebbe essere che le cellule tumorali anche utilizzare il loro Invadopodi come antenne, dando loro l'ulteriore vantaggio di essere più ricettivi, o anche indipendente, segnalazione del fattore di crescita?

Quando le cellule diventano cancerose, assumono una vita pericolosa di loro. Per esempio, una cellula normale non proliferano meno che non sia stato detto a farlo da segnali chimici come fattori di crescita. Analogamente, una cella che è parte di un tessuto rimarrà al suo posto assegnato.

Meccanismi di protezione sono in atto per evitare che le cellule di andare canaglia. La maggior parte delle mutazioni che potrebbero rendere una cellula cancerosa attivazione di un programma di auto-distruzione genetica. Cancer sviluppa se una cella riesce ad accumulare mutazioni cancerose consentano di lottare stessa esenti da questi meccanismi di controllo e prolifera anche in assenza di fattori di crescita o lascia il tessuto casa e invade altri tessuti.

"I nostri risultati in Ciona possono cambiare il nostro modo di pensare il cancro", ha detto Davidson. "Anziché partendo come una massa di cellule tumorali - il tumore - è possibile che piccoli gruppi di cellule o anche singole cellule acquisiscono la capacità di metastatizzare molto presto utilizzando Invadopodi per aumentare la loro segnalazione sopravvivenza".

"Tale cellule progenitrici del cancro sarebbe molto difficile da individuare perché non c'è tumore ancora. Ci sono proteine ​​probabile specifici o componenti specifici che permettono una cella per usare la sua invasione come antenna. Se riusciamo a trovare tali componenti, potrebbero essere promettenti bersagli per la terapia del cancro, perché questo è un processo che la maggior parte delle cellule sarebbero mai bisogno di fare. E 'molto specifico di una cellula tumorale. Quindi la speranza potrebbe essere quella di indirizzare le cellule molto presto, prima di iniziare a fare i tumori, senza danneggiare il resto del cellule. "

Film Time-lapse di Invadopodi fatta dal Davidson Lab:

Questo film mostra una cella spingendo fuori e riavvolgimento due Invadopodi nel corso di meno di 30 minuti: http://www.nature.com/ncb/journal/vaop/ncurrent/extref/ncb2291-s5.mov

Una vista rotante 3-D che mostra due celle con Invadopodi. Una delle celle completamente inghiottito un altro con la sua Invadopodi, formando quella che appare come una scatola: http://www.nature.com/ncb/journal/vaop/ncurrent/extref/ncb2291-s2.mov

Caught In The Act: In questo embrione Ciona, una cella (etichetta verde) può essere visto spingendo Invadopodi nella parte interna dell'epidermide dell'embrione, solo per rientrare loro circa 20 minuti più tardi: http://www.nature.com/ncb/ journal/VAOP/nImmagine attuale/extref/ncb2291-s6.mov

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