Studiuesit nga Stanford Medicine bëjnë një zbulim të ri për qelizat kanceroze

Studiuesit nga Stanford Medicine kanë zbuluar se qelizat e ardhshme të kancerit grumbullojnë një sërë ndryshimesh gjenetike specifike në një mënyrë të parashikueshme dhe të njëpasnjëshme vite përpara se të identifikohen si para-malinje. Shumë nga këto ndryshime ndikojnë në rrugët që kontrollojnë ndarjen e qelizave, strukturën dhe mesazhet e brendshme – duke i lënë qelizat të gatshme për të shkuar keq shumë kohë përpara se të shfaqen ndonjë shenjë apo simptomë të dukshme.

Studimi është i pari që vëzhgon në mënyrë shteruese evolucionin natyror të fazave më të hershme të kancerit njerëzor, duke filluar me qelizat që kanë një mutacion të vetëm që nxit kancerin dhe duke kulmuar me një panel pasardhësish që strehojnë një galaktikë anomalish gjenetike.

Identifikimi i hapave të parë që lidhen me zhvillimin e ardhshëm të kancerit jo vetëm që mund të lehtësojë diagnozën më herët se kurrë – kur një rezultat vdekjeprurës është veçse një vezullim në syrin e një qelize mashtruese – por gjithashtu mund të nxjerrë në pah ndërhyrjet e reja që mund të ndalojnë sëmundjen në gjurmët e saj, thonë studiuesit.

“Idealisht, ne do të gjenim mënyra për të kapur këtë përparim përpara se qelizat të bëhen vërtet kanceroze,” tha Christina Curtis, Ph.D., profesoreshë e mjekësisë, gjenetikës dhe shkencës së të dhënave biomjekësore. “A mund të identifikojmë një plejadë minimale të ndryshimeve gjenetike që nënkuptojnë se qeliza do të përparojë? Dhe nëse po, a mund të ndërhyjmë? Riprodhueshmëria e habitshme në ndryshimet gjenetike që vumë re nga donatorë të shumtë sugjeron se është e mundur.”

Curtis është autori i vjetër i hulumtimit, i cili u botua më 31 maj në Nature . Autorët kryesorë të studimit janë ish-studiuesi postdoktoral Kasper Karlsson, Ph.D., dhe studenti vizitues i diplomuar Moritz Przybilla.

Hulumtimi bazohet në punën e mëparshme në laboratorin e Curtis që tregon se disa qeliza të kancerit të zorrës së trashë në dukje kanë lindur të jenë të këqija – ato fitojnë aftësinë për të metastazuar shumë kohë përpara se sëmundja të zbulohet.

“Studimet tona të tumoreve të vendosura na treguan se ndryshimet e hershme gjenomike duket se diktojnë atë që ndodh më vonë dhe se shumë nga këto ndryshime duket se ndodhin përpara formimit të tumorit,” tha Curtis. “Ne donim të dinim se çfarë ndodh në fazat më të hershme. Si evoluon një qelizë kanceroze dhe a është e përsëritshme kjo rrugë evolucionare? Nëse fillojmë me një grup të caktuar kushtesh, a do të marrim të njëjtin rezultat në çdo rast?”

Studiuesit studiuan grumbuj të vegjël tre-dimensionale të qelizave të stomakut të njeriut të quajtur organoide gastrike. Qelizat u morën nga pacientët që i nënshtroheshin operacionit të bypass-it të stomakut për të trajtuar obezitetin. Në fillim të studimit, studiuesit i shtynë qelizat drejt kancerit duke pamundësuar prodhimin e një proteine ​​kyçe të lidhur me kancerin të quajtur p53 që rregullon kur dhe sa shpesh ndahet një qelizë. Mutacionet në p53 dihet se janë një ngjarje e hershme në shumë kancere njerëzore dhe ato shkaktojnë akumulimin e ndryshimeve gjenetike shtesë duke përfshirë mutacionet dhe ndryshimet e numrit të kopjeve – në të cilat rajone të përsëritura të gjenomit humbasin ose fitohen gjatë ndarjes së qelizave.

Çdo dy javë, për dy vjet, Karlsson katalogonte ndryshimet gjenetike që ndodhin në qelizat e ndarjes. Kur Karlsson dhe Przybilla analizuan të dhënat, ata zbuluan se, megjithëse ndryshimet ndodhën në mënyrë të rastësishme, ato që jepnin përshtatshmëri më të madhe u dhanë qelizave të tyre pritëse një avantazh evolucionar ndaj qelizave të tjera në organoid. Ndërsa qelizat vazhduan të ndaheshin dhe cikli i mutacionit dhe konkurrencës përsëritej gjatë shumë përsëritjeve, studiuesit panë disa tema të zakonshme.

“Ka modele të riprodhueshme,” tha Curtis. “Rajone të caktuara të gjenomit humbasin vazhdimisht shumë herët pas inaktivizimit fillestar të p53. Kjo u pa në mënyrë të përsëritur në qelizat nga eksperimentet e pavarura me të njëjtin dhurues dhe mes donatorëve. Kjo tregon se këto ndryshime janë të brendshme të qelizave, se ato janë të lidhura me evolucionin e tumorit. Në të njëjtën kohë, këto qeliza dhe organoidë duken kryesisht normale nën mikroskop. Ata ende nuk kanë përparuar në kancer.”

Studiuesit zbuluan se këto ndryshime të hershme zakonisht ndodhin në rrugët biologjike që kontrollojnë kur dhe sa shpesh ndahet një qelizë, që ndërhyjnë në rrjetin e ndërlikuar të sinjalizimit të brendshëm të një qelize që koordinon mijëra hapat e nevojshëm për ta mbajtur atë të funksionojë pa probleme, ose që kontrollojnë strukturën dhe polaritetin e qelizave. – aftësia e tij për të ditur se çfarë është “lart” dhe “poshtë” dhe për të vendosur veten në lidhje me qelizat fqinje për të formuar një ind funksional.

Studiuesit panë modele të ngjashme të ndodhin përsëri dhe përsëri në qeliza nga donatorë të ndryshëm. Ashtu si uji që rrjedh tatëpjetë në shtretërit e përrenjve të thatë, qelizat gjurmuan shtigje të provuara dhe të vërteta, duke fituar vrull me çdo ndryshim të ri gjenetik. Disa nga këto ndryshime pasqyrojnë mutacionet e vërejtura më parë në kancerin e stomakut dhe në ezofagun e Barrett, një gjendje parakanceroze që lind nga qelizat që rreshtojnë zorrën e trashë dhe stomakun.

“Këto ndryshime ndodhin në një mënyrë stereotipe që sugjeron kufizime në sistem,” tha Curtis. “Ka një shkallë parashikueshmërie në nivelin gjenomik dhe aq më tepër në nivelin transkriptomik – në rrugët biologjike që preken – që jep njohuri se si lindin këto kancere.”

Curtis dhe kolegët e saj planifikojnë të përsërisin studimin në lloje të ndryshme qelizash dhe të iniciojnë ngjarje të ndryshme nga mutacioni p53.

“Ne po përpiqemi të kuptojmë saktësisht se çfarë është transformimi malinj,” tha Curtis. “Çfarë do të thotë të kapësh këto qeliza në flagrancë, gati për t’u rrëzuar nga skaji? Ne do të donim ta përsërisnim këtë studim me lloje të tjera të indeve dhe duke filluar mutacione, në mënyrë që të kuptojmë ngjarjet e hershme gjenetike që ndodhin në organe të ndryshme. Dhe “ne do të donim të studionim ndërveprimin midis hostit dhe mjedisit. A luajnë rol faktorët inflamator në nxitjen e progresionit? Ne e dimë se ka rëndësi që qelizat në këto organoide po komunikojnë me njëra-tjetrën dhe kjo është e rëndësishme për të kuptuar progresin dhe reagimin ndaj trajtimit.”