• Monday June 24,2019

Brustzellen verwandeln sich auf natürliche Weise in Stammzellen

Anonim

Unsere Körper sind voll mit dem Verschwinden des Potenzials. Wir kommen aus Stammzellen, aus denen sich verschiedene Arten von Zellen im menschlichen Körper bilden können. Sie können Neuronen, Muskelzellen, Hautzellen und mehr produzieren. Wenn ihre Töchter sich mehr und mehr spezialisieren, verlieren sie diese Fähigkeit und hängen mit einem bestimmten Schicksal zusammen.

Das ist die Standardgeschichte - eine Einbahnstraße mit verlorenem Potenzial.

Die Geschichte ist falsch.

Laut einer provokanten neuen Studie von Christine Chaffer am Whitehead Institute for Biomedical Research können einige spezialisierte Zellen spontan in einen stammartigen Zustand zurückkehren. Die Einbahnstraße funktioniert eigentlich auf zwei Arten.

Es ist ein sehr überraschendes Ergebnis. Bislang hatte niemand gedacht, dass diese Umkehrungen möglich waren, und die Wissenschaftler haben sich viel Mühe gegeben, Wege zu finden, um spezialisierte Zellen künstlich in einen stammartigen Zustand umzuprogrammieren. Nun stellt sich heraus, dass Zellen natürlich dasselbe tun können. Es ist, als würde man plötzlich feststellen, dass die Menschen, an denen man jeden Tag auf der Straße vorbeikommt, heimlich Superkräfte unter der Nase haben.

All dies begann mit einer einfachen Beobachtung. Chaffer sah auf eine Flasche voll menschlicher Brustzellen und bemerkte, dass ein kleiner von ihnen schwebte und nicht am Boden klebte. Sie sagt: „Wenn wir in der Gewebekultur schwebende Zellen sehen, sind sie normalerweise tot oder sterben. In diesem Fall bemerkte ich jedoch, dass sie ein gesundes Aussehen hatten. “Chaffer war fasziniert, zumal sie wusste, dass diese Fähigkeit, in einer frei schwebenden Umgebung zu überleben, ein Merkmal war, das Stammzellen teilen.

"Wir hatten den Verdacht, dass diese schwimmenden Zellen einen hohen Anteil einer stammähnlichen Zellpopulation enthalten könnten", sagt Chaffer, und sie hatte recht. Im Vergleich zu anderen Brustzellen wiesen diese Floater wahrscheinlicher drei genetische Marker auf, die verräterische Zeichen von Stammzellen sind. Dazu gehören ein schwach aktives CD24-Gen, ein fehlendes ESA-Gen und vor allem ein stark aktives CD44-Gen.

Diese Zellen verhielten sich zweifellos wie Stammzellen. Sogar ein einziger könnte letztendlich Klumpen von Brustdrüsengewebe produzieren, die als "Mammosphären" bezeichnet werden, genau wie normale Stammzellen. Und wenn sie in Mäuse transplantiert wurden, könnten sie kompliziertere Strukturen wie Milchgänge erzeugen.

Diese "stemmy" -Zellen schienen aus dem Nichts zu kommen. Chaffer fand heraus, dass Zellgruppen mit schwach aktiven CD44-Kopien rasch Töchter entwickeln würden, die die stark aktive Version des Gens hatten. Dies lag nicht an einer Kontamination - die CD44-Zellen mit hohem CD44-Wachstum wachsen langsamer als ihre CD44-Zellen, sodass sie normalerweise in einer geschäftigen Kultur untergehen. Es wurde klar, dass die Zellen mit niedrigem CD44 tatsächlich zu Zellen mit hohem CD44 wurden.

Dies ist nicht nur etwas, was in Laborflaschen passiert. Chaffer fand ihre speziellen Zellen auch in frischen Gewebeproben, wo sie anfänglich eine von 300 Zellen ausmachten. Im Laufe der Zeit verwandelten sich andere Zellen spontan in diese stammartigen Zellen.

Diese Geschichte wäre überraschend genug gewesen, aber Chaffer fand auch heraus, dass Brustkrebszellen zu Brustkrebsstammzellen werden können . Krebsstammzellen wurden vor etwa 14 Jahren entdeckt und seitdem in vielen verschiedenen Tumorarten gefunden. Die Idee, und es ist immer noch umstritten, ist, dass diese Elitezellen die meisten Krebszellen bilden, aus denen ein Tumor besteht. Sie könnten neue Tumore in verschiedenen Körperteilen säen und Tumore regenerieren, die größtenteils durch Behandlungen abgetötet wurden, was zu einem erneuten Auftreten führte.

Als Chaffer die schwebenden Brustzellen in Krebszellen umwandelte, stellte sie fest, dass sich die CD44-armen Zellen in Stammzellen mit hohem CD44-Gehalt 2-5-mal schneller als ihre normalen Cousins ​​verwandeln konnten. Und die resultierenden Tumore waren aggressiver als normal.

Dies eröffnet eine große Dose Würmer. Mehrere Forscher versuchen nun, Behandlungen zu entwickeln, die auf Krebsstammzellen abzielen. Die Hoffnung ist, dass solche Medikamente das Herz von Tumoren suchen und zerstören und ihnen die Fähigkeit nehmen, sich zurückzuholen. Aber wenn normale Brustkrebszellen zu Krebsstammzellen werden können, dann hat dieser Ansatz einen tödlichen Fehler - die Tumore könnten einfach ihr Herz regenerieren.

Wenn dies pessimistisch erscheint, läutet Chaffers Entdeckung in anderen Bereichen der Medizin optimistischere Nachrichten ein. Viele Wissenschaftler arbeiten wütend daran, wie adulte Zellen in stammähnliche Zellen umprogrammiert werden können, häufig, indem sie die Zellen auf genetischer Ebene verändern. Die resultierenden Zellen könnten verwendet werden, um neue Gewebe oder sogar Organe herzustellen, die alle auf das Genom eines einzelnen Patienten zugeschnitten sind.

Es gibt Risiken für diesen Ansatz, einschließlich (ironisch genug) Krebs, die durch versehentliche Veränderungen der falschen Gene verursacht werden. Wenn Chaffer herausfinden kann, wie ihre Zellen auf natürliche Weise ihre "Stemmheit" wiedergewonnen haben, könnte sie möglicherweise Wege finden, um den Effekt zu duplizieren, ohne Gene zu zerstören. "Wenn man diese bestimmte Zellpopulation in anderen Geweben identifizieren kann, sind sie vielversprechend für die Entwicklung von patientenspezifischen adulten Stammzellen zur Behandlung degenerativer Erkrankungen", sagt sie.

Referenz: Chaffer, Brueckmann, Scheel, Kaestli, Wiggins, Rodrigues, Brooks, Reinhardt, So, Polyak, Arendt, Kuperwasser, Bierie & Weinberg. 2011. Normale und neoplastische Nicht-Stammzellen können sich spontan in einen stammartigen Zustand umwandeln. PNAS //dx.doi.org/10.1073/pnas.1102454108

Bild von der JCB

Offenlegung : In meinem Tagesjob arbeite ich für eine Krebsorganisation namens Cancer Research UK. Die Wohltätigkeitsorganisation hat diese Studie nicht finanziert, aber ich habe oben in einigen Fällen auf ihren Blog (für den ich gelegentlich schreibe) verlinkt.

Mehr zu Stammzellen:

  • Besorgnis erregende genetische Veränderungen in umprogrammierten Stammzellen
  • Erforschung neu programmierter Stammzellen: eine interaktive Zeitleiste
  • Umprogrammierte Stammzellen werden mit Fehlern geladen
  • Umprogrammierte Stammzellen tragen eine Erinnerung an ihre früheren Identitäten
  • Stammzellen produzieren neue Gewebe, indem sie Henker rekrutieren, um ihre DNA zu beschädigen
  • Stammzellen, die von einem ALS-Patienten erzeugt wurden und zur Herstellung von Neuronen verwendet wurden
  • Stammzellen wachsen nur in der richtigen Umgebung richtig auf


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