Quando le cellule vanno male: Cellule che evitano suicidio può diventare cancerose

Marzo 19, 2016 Admin Salute 0 8
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I dettagli di come funziona il processo di un giorno possono fornire nuovi modi per curare il cancro.

Il nuovo studio di moscerini della frutta è il primo a dimostrare in animali che perdere un solo telomero - la fine di un cromosoma - può portare a molte anomalie nei cromosomi di una cellula, che sono filamenti di DNA che portano geni.




"Il punto essenziale è che la perdita di un singolo telomero può essere un evento primario che mette una cella, sulla strada per il cancro", spiega Kent Golic, un professore di biologia alla University of Utah e autore senior dello studio, che sarà pubblicato online questa settimana nel numero di dicembre della rivista Genetics.

Moscerini della frutta hanno quattro paia di cromosomi. Gli esseri umani hanno 23 coppie. Ogni cromosoma ha due estremità, chiamate telomeri, che spesso vengono confrontati con la punta di plastica di lacci di scarpe. Quando queste punte di perdita o rottura, il laccio sfilaccia. Precedenti ricerche hanno dimostrato che l'invecchiamento e il cancro sono spesso associati con la perdita o l'accorciamento dei telomeri.

Cellule danneggiate solito uccidersi per evitare diventare cancerose

Per proteggere un organismo contro il cancro, la maggior parte delle cellule con telomeri rotti o mancanti subiscono "apoptosi", noto anche come il suicidio cellulare. Ma Golic e Simon Titen, un borsista post-dottorato in biologia, ha trovato come le cellule del moscerino della frutta con un telomero mancante volte evitano suicidio e invece continuano a dividersi e sviluppare le caratteristiche precoci del cancro.

Normalmente, quando un cromosoma è danneggiata, la cellula che porta il cromosoma accende un gene denominato p53, che aiuta a uccidere la cellula. Quando mutato, p53 non riesce a svolgere questa funzione vitale. Questo è il motivo p53 mutante è un gene che causa il cancro e si trova nella maggior parte dei tumori umani.

Golic e Titen scoperto che p53 normale e cosiddette proteine ​​"checkpoint" con nome Chk1 e Chk2 sono necessari per il suicidio di cellule moscerino della frutta con un telomero mancante.

Hanno inoltre scoperto che una cellula non-mutante manca un telomero sfugge a volte il suicidio e divide. Poi, la sua progenie accumulano difetti, incluso il numero sbagliato di cromosomi o cromosomi che sono scambiati pezzi tra loro. Tali difetti sono le caratteristiche di cellule tumorali.

Una possibile ragione di una cella evita suicidio, anche dopo la perdita dei telomeri e altri danni che i cromosomi nella prole della cellula riconquistare telomeri.

"Tutte le cellule tumorali hanno capito come aggiungere nuovi telomeri, che permette loro di sopravvivere e dividersi all'infinito", dice Titen. "Con interferire con questo processo, potrebbe essere possibile fornire un percorso terapeutico per trattare il cancro."

Un telomero è fatto di brevi sequenze di DNA ripetute centinaia di volte. Le proteine ​​si legano al DNA, formando un tappo o telomero che protegge l'estremità del cromosoma.

Negli esseri umani, cellule in alcuni tessuti, come la pelle, continuano a dividersi per tutta la vita. Ogni volta che una cellula si divide, i telomeri si accorciano fino a che, in rari casi, il resto del cromosoma non è più protetta. E 'stato proposto che questo può innescare il cancro, ma studi precedenti sono stati fatto solo in lieviti o cellule animali coltivate che vengono coltivate in un piatto. Il nuovo studio dimostra in Utah mosche che la perdita dei telomeri può causare cambiamenti cancro come in una cella.

Quando suicidio cellulare è bloccato, cellule iniziano sulla strada per il cancro

Moscerini della frutta sono spesso utilizzati per gli studi cromosomici perché condividono il 60 per cento dei loro geni con gli esseri umani, e non è etico causare anomalie genetiche negli esseri umani. Inoltre, il processo con cui volare cellule crescono e si dividono sono paragonabili con le cellule umane.

Per innescare la perdita dei telomeri, i ricercatori hanno inserito nelle mosche un gene dal lievito di birra comune. Il gene produce un enzima che scompone e ricongiunge DNA. Quando acceso l'enzima, ha portato alla perdita di un singolo telomero in ogni cella frutta mosca colpita.

I ricercatori hanno poi esaminato quello che è successo alle cellule che hanno perso un telomero.

"Quando abbiamo cercato di vedere cosa succede alle cellule [quei manca un telomero], abbiamo scoperto che la maggior parte è morta - che è un bene - perché quelli che non sono morto accumulato cromosomi anormali, che è caratteristica delle cellule tumorali", spiega Golic.

Successivamente, hanno ripetuto l'esperimento con le mosche in cui p53, Chk1 o Chk2 stati mutati - così la capacità delle cellule paralizzanti 'di suicidarsi. L'effetto netto di paralizzare geni suicidi cellulare e quindi di danneggiare i cromosomi era di permettere cromosomi più danneggiati di sopravvivere invece di suicidarsi.

In una mosca normale, quando un telomero è perso, solo il 10 per cento al 20 per cento delle cellule con tali danni sopravvivere, con il resto stesse uccidendo. Ma in linea i cui geni sono stati suicidio paralizzato, fino al 75 per cento delle cellule sopravvissute nonostante manca un telomero.

"Le cellule che contengono cromosomi con estremità rotte accendere un segnale e Chk2 viene attivato, e quindi che attiva p53 che alla fine porta alla morte cellulare", dice Golic. "Chk1 diventa anche attivato ed eventualmente attiva p53."

Titen aggiunge: "Chk1 e Chk2 non sono stati precedentemente noti per essere coinvolti nella morte cellulare a causa della perdita di un telomero."

I ricercatori hanno scoperto che se una cellula danneggiata evita il suicidio a causa di p53, Chk1 o Chk2, c'è un altro modo si può uccidere se stesso ed evitare di partenza lungo la strada per il cancro.

Questo si verifica quando la cellula danneggiata divide, e la sua progenie aver sbagliato numero di cromosomi. Lo squilibrio genetico risultante può causare suicidio cellulare. Così, la perdita dei telomeri è legata anche a questa forma alternativa di suicidio cellulare. Lo studio dimostra per la prima volta che questo tipo di morte cellulare - che non fa uso di p53 - è causata da guadagnare o perdere copie di altri geni importanti, dice Golic.

Le cellule che ignorano tutte le misure di protezione di suicidio dividono più volte, accumulando sempre più anomalie cromosomiche. Negli esseri umani, tali cellule sono suscettibili di trasformarsi in cellule tumorali.

Lo studio è stato finanziato dal National Institutes of Health.

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