Nuova tecnica ottiene alla radice del cancro

Marzo 13, 2016 Admin Salute 0 0
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In due studi complementari, gli scienziati Weizmann Institute hanno sviluppato un nuovo metodo per la ricostruzione di una cellula 'albero di famiglia,' e hanno applicato questa tecnica per tracciare la storia dello sviluppo del cancro.

La ricerca di capire il percorso di una cellula di discesa, chiamato albero linea cellulare, è condiviso da molti rami della biologia e della medicina come spigolare tale conoscenza è la chiave per rispondere a molte domande fondamentali, come ad esempio se i neuroni nel nostro cervello può rigenerare, o se nuovi uova vengono creati nelle femmine adulte.

Finora, solo i lignaggi albero di piccoli organismi, come i worm, che possiedono solo un migliaio di cellule, o "rami, 'sono stati determinati. Ora, Prof. Ehud Shapiro di Chimica Biologica dell'Istituto, e Informatica e Matematica Applicata Dipartimenti, insieme a studenti di dottorato Dan Frumkin e Adam Wasserstrom hanno sviluppato un nuovo modo di ricostruire, in linea di principio, gli alberi per gli organismi più grandi, compresi gli esseri umani.




Il corpo umano è fatto di circa 100 miliardi di cellule, che sono tutti discendenti di una singola cella - fecondato (zigote). Le cellule che hanno subito un piccolo numero di divisioni cellulari sono relativamente stretti discendenti (simili a rami rappresentano figli e nipoti, ecc, su un albero di famiglia), mentre alcune cellule possono aver subito centinaia o addirittura migliaia di divisioni ("generazioni di cellule lontane ') . Conoscendo il numero di divisioni cellulari poiché lo zigote, noto come la profondità delle cellule, consentirebbe agli scienziati di affrontare i problemi del comportamento del corpo in condizioni fisiologiche e patologiche.

Fino ad ora, le stime di profondità cellulare sono basate su calcoli teorici e ipotesi, ma Shapiro fornisce un modo pratico di determinare la profondità delle cellule con precisione. Il concetto che sta dietro il loro nuovo metodo è semplice: La ricerca precedente ha indicato che ogni volta che una cellula si divide, vengono introdotti mutazioni innocui, e che «i parenti di cella" di generazioni lontane tendono ad acquisire più mutazioni, allontanando dalla sequenza di DNA originale dello zigote. Prendendo spunto da questo, la squadra ha sviluppato un modo non invasivo, accurata e sistematica, coinvolgendo amplificazione del DNA e simulazioni al computer, per stimare quantitativamente profondità cella sulla base del numero di mutazioni in microsatelliti (sequenze di DNA ripetitivo), ed ha applicato a diverse linee cellulari nei topi.

Secondo le stime della squadra, come riportato in PLoS Computational Biology, la profondità media delle cellule B - un tipo di cellule immunitarie - è correlato all'età del mouse, suggerendo un tasso di una divisione cellulare al giorno. Al contrario, vari tipi di cellule staminali adulte sottoposti minor numero di divisioni, sostenendo l'idea che sono relativamente quiescente.

Shapiro e Frumkin, in collaborazione con il Prof. Gideon Rechavi dal Sheba Medical Center e gli altri poi hanno deciso di applicare questo metodo per ricostruire, per la prima volta, l'albero genealogico di una cellula tumorale. 'Nonostante decenni di ricerca scientifica, le proprietà di base della crescita e la diffusione delle cellule tumorali rimangono controversi. Ciò è sorprendente, dal momento che il cancro è principalmente un disturbo di crescita cellulare e la sopravvivenza, e di un modello di crescita aberrante è forse l'unica proprietà che è condivisa da tutti i tumori. Tuttavia, perché si verifica l'avvio e gran parte del successivo sviluppo dei tumori prima della diagnosi, lo studio la crescita e la diffusione dei tumori sembra richiedere tecniche di retrospettive e questi non sono mai stati ', spiega Shapiro.

Pertanto, ricostruendo un albero linea cellulare del cancro e eseguendo un analisi di mutazioni accumulate nelle cellule, scienziati sarebbero in grado di risalire e rivelare vari aspetti della storia dello sviluppo del tumore. Shapiro: 'Abbiamo intenzione di applicare questo metodo per studiare questioni chiave in tumori umani, anche quando e dove un tumore avviare? La progressione di pre-maligne agli stati maligni. A che punto si verifica metastasi? Può la profondità delle cellule tumorali servire come marker prognostico per la gravità del cancro? E fa la chemioterapia obiettivo un sottogruppo di cellule caratterizzate da lignaggio distinti (ad esempio una maggiore profondità)? '

Finora, i loro risultati, caratterizzati sulla copertina del numero del 15 luglio Cancer Research, mostrano che le cellule tumorali (estratti da sezioni di tessuto di un linfoma mouse laser micro-dissezione) avevano quasi il doppio il numero di generazioni ramificati (cioè, aveva diviso quasi il doppio volte) rispetto alle adiacenti cellule polmonari normali nella stessa quantità di tempo. Sono stati anche in grado di calcolare l'età del tumore e caratterizzare suo modello di crescita. Ulteriori analisi era sufficiente a corroborare l'ipotesi di lunga data sull'origine singola cellula del cancro.

Gli scienziati ritengono che studi lignaggio cellule di cancro possono migliorare notevolmente la nostra comprensione di, e alla fine ci condurrà alla radice del cancro.

La ricerca del Prof. Ehud Shapiro è sostenuta dal Centro Clore di Fisica biologica; il Fondo di beneficenza Arie e Ida Crown Memorial; il Cymerman - Premio Jakubskind; il Fondo di ricerca Fusfeld; il Gurwin Fondo Phyllis e Giuseppe per il progresso scientifico; il Gutwirth Fondo Henry per la ricerca; La signora di Sally Leafman Appelbaum, Scottsdale, AZ; il Carolito Stiftung, Svizzera; il Louis Chor Memorial Trust Fund; e la tenuta di Fannie Sherr, New York, NY.

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