Suche
Mein Konto
A rákos sejtek ultraprecíz 3D-s térképei felfedik a daganatnövekedés titkait
A rákos sejtek rendkívül pontos 3D-s térképei megfejtik a daganatok növekedését, és új megközelítéseket kínálnak a terápiákhoz.
A rákos sejtek ultraprecíz 3D-s térképei felfedik a daganatnövekedés titkait
A részletes térképek, amelyek pontosan ábrázolják a sejtek elhelyezkedését a daganatokban, és megvizsgálják a daganatok biológiáját, új betekintést nyújtanak számos ráktípus – köztük a mell-, vastagbél- és hasnyálmirigyrák – kialakulásába, és támpontokat adhatnak a lehetséges kezelésekhez.
In 12 tanulmányból álló sorozat A Nature folyóiratban október 30-án megjelent cikkben a Human Tumor Atlas Network (HTAN) kutatói több százezer sejtet elemeztek emberi és állati szövetekből. Néhány tanulmány leírja A sejtek 3D-s térképei – sejtatlaszok néven ismertek – daganatokban, míg mások „molekuláris órákat” hoznak létre, amelyek nyomon követik a rákhoz vezető sejtváltozásokat.
„Ezeknek az új eszközöknek a rákra való alkalmazása lehetővé teszi számunkra, hogy más szemszögből nézzük azt” – mondja Ken Lau, a Tennessee állambeli Nashville állambeli Vanderbilt Egyetem Orvosi Központjának számítógépes sejtbiológusa, egy tanulmány társszerzője, amely a vastag- és végbélrák kialakulásában szerepet játszó sejtes események időbeli lefolyását dokumentálja. 1. – Valójában olyan dolgokat láthatunk, amelyeket korábban nem.
Daganatok feltérképezése
Néhány tanulmányban a kutatók atlaszokat készítettek, amelyek lehetővé tették számukra a daganatok egysejtszintű tanulmányozását és a rák kialakulásának vizsgálatát. Egy csapat hat különböző ráktípusból származó 131 mintában elemezte a sejtek szerveződését, beleértve a mell-, vastagbél-, hasnyálmirigy- és vesedaganatokat. 2. A tudósok azt találták, hogy ugyanazon daganat különböző régiói eltérően reagálhatnak a gyógyszerekre. Ha megértjük, hogyan reagálnak a különböző sejtcsoportok a kezelésekre, az segíthet hatékonyabb terápiák kifejlesztésében.
Más tanulmányok 3D-s térképezést használtak vastagbélpolipok mintáinak vizsgálatára – a bélnyálkahártya rendellenes növekedésére, amely rákossá válhat. Molekuláris változásokat azonosítottak a polipok sejtjeiben, beleértve a DNS-kapcsolatok elvesztését és a génaktivitás változásait 3, valamint az immunválasz, a sejtnövekedés és a hormonanyagcsere változásai 4, amely korán előfordulhat, és a polipsejtek rosszindulatúvá válását okozhatja.
Az ezeket a változásokat célzó terápiák hatékonyabbá tehetik a rákkezeléseket és a korai egészségügyi beavatkozásokat – mondja Ömer Yilmaz, a Cambridge-i Massachusetts Institute of Technology őssejtbiológusa. "A rák legjobb kezelése a megelőzés. És ha meg tudjuk érteni, hogy a különböző sejtpopulációk hogyan reagálnak a környezetre és az étrendre, hogyan befolyásolja ez a daganatképződést, és hogyan járulnak hozzá a különböző klónok ehhez a folyamathoz, ez jobb megelőzési vagy kimutatási módszerekhez vezethet."
Betekintés az immunitásba
Más atlaszok nyomokat adnak arra vonatkozóan, hogy egyes rákos megbetegedések miért nehezebben kezelhetők, mint mások. "A daganatok nem csak rákos sejtekből állnak" - mondja Daniel Abravanel, a bostoni Dana-Farber Cancer Institute (Massachusetts állam) orvos-tudósa és egy emlőrákról szóló tanulmány társszerzője. 5. Például olyan immunterápiák, amelyek nem közvetlenül a rákos sejteket veszik célba, hanem támogatja az immunrendszert ezek megszüntetésében, Hozzáteszi, kevésbé hatékony a mellrák ellen, mint más típusú rák.
Hogy megtudja, miért, Abravanel és munkatársai egy 3D-s tumoratlaszt készítettek 60 agresszív emlőrákban szenvedő ember tucatnyi mintájából. Megvizsgálták az immunsejtek eloszlását, és azt találták, hogy bizonyos típusú immunsejtek gyakrabban fordulnak elő bizonyos daganatokban, különösen azoknál az embereknél, akik immunterápiában részesültek.
Három embernél ugyanabból a daganatból 70-220 napos különbséggel vett biopsziák eltérést mutattak a T-sejtekként és makrofágokként ismert immunsejtek mennyiségében. Két esetben ezeknek a sejteknek a száma az idő múlásával csökkent, míg a harmadik esetben nőtt.
"Ez valóban megmutatja, mennyire dinamikus az immunológiai mikrokörnyezet, és megmagyarázhatja, hogy a daganatok jellemzésére és az immunellenőrző terápiákra adott válaszok előrejelzésére biopsziából egyetlen időpontban miért nem vezettek konzisztens eredményeket" - mondja Brian Lehmann mellrákkutató, a Tennessee állambeli Nashville-i Vanderbilt-Ingram Cancer Center genomikával foglalkozó kutatója.
Egy másik tanulmányban a kutatók azt találták, hogy az emlőrák egyes agresszív altípusai több immunsejtet tartalmaztak, mint mások, és úgy tűnt, hogy idővel "elnémulnak". 6. Ezek a sejtek a CTLA4 nevű fehérjét expresszálták, ami korlátozza a daganatokra való reagáló képességüket. A CTLA4-et célzó terápiák ígéretes eredményeket mutattak a melanoma és a tüdőrák kezelésében. „Ez további lehetőségeket nyit meg ennek a terápiának az emlőrák egy részében történő alkalmazására” – mondja Lehmann.
CRISPR óra
Más kísérletek azt mutatják, hogy a sejtek hogyan válnak ráksejtekké. A vastagbélrák vizsgálatában Lau és munkatársai kifejlesztettek egy "molekuláris órát" annak nyomon követésére, hogy a normál sejtek hogyan kezdenek el ellenőrizetlenül szaporodni a bélben. 1. Egysejt-elemzést és génszerkesztő eszközt (CRISPR) használtak, hogy mutációkat hozzanak létre az egyes sejtek DNS-ében. Ezek a mutációk időbélyegként működtek, dokumentálva az egyes sejtek változásainak és osztódásainak lefolyását.
Lau és csapata ezt a megközelítést 418 emberi vastagbélpolipra alkalmazta, és azt találta, hogy a polipok akár 30%-a több sejttípusból származik, nem pedig egyetlen sejtből. A polipok 60%-ában a sejtek egyik csoportja elkezdett „előzni” a többit, ahogy a polip nőtt – ami daganat kialakulásához vezetett. Két hasonló vizsgálat egereken 7, 8 112 bélszövetmintából származó 260 922 egyedi sejt elemzése is azt mutatta, hogy a sejtek keveréke együttesen kolorektális daganatokat indít el.
Ezek az eredmények megkérdőjelezik a korábbi gondolkodást, miszerint a vastagbélrák a bélnyálkahártya egyetlen, szabályozatlan sejtjéből származik, és új lehetőségeket nyithat meg a korai diagnózis és beavatkozás számára.
"A [rák előtti növekedés] kockázatának felméréséhez az emberek a méretet használják. Minél nagyobb a daganat, annál nagyobb a kockázat" - mondja Lau. De a molekuláris óra és más elemzések azt mutatják, hogy „lehet más biomarker is, amely magában foglalja a genetikát és az evolúciót”.
-
Islam, M. et al. Természet https://doi.org/10.1038/s41586-024-07954-4 (2024).
-
H, C.-K. et al. Természet https://doi.org/10.1038/s41586-024-08087-4 (2024).
-
Zhu, Y. et al. Természeti rák https://doi.org/10.1038/s43018-024-00823-z (2024).
-
Esplin, E.D. et al. Természeti rák https://doi.org/10.1038/s43018-024-00831-z (2024).
-
Klughammer, J. et al. Nature Med. https://doi.org/10.1038/s41591-024-03215-z (2024).
-
Iglesia, M. D. et al. Természeti rák https://doi.org/10.1038/s43018-024-00773-6 (2024).
-
Sadien, I.D. et al. Természet https://doi.org/10.1038/s41586-024-08053-0 (2024).
-
Lu, Z. et al. Természet https://doi.org/10.1038/s41586-024-08133-1 (2024).