Fusion von normalen zellen kann genetische veränderungen auslösen, die zu krebs führen


Fusion von normalen zellen kann genetische veränderungen auslösen, die zu krebs führen

Als die Nummer zwei führende Todesursache in den USA, Krebs berührt fast jeder in irgendeiner Weise. Es gibt viele Faktoren, die an der Krebsbildung beteiligt sind, und genetische Veränderungen sind ein wichtiger Täter. Nun, eine neue Studie wirft Licht auf, wie die Verschmelzung einer normalen Zelle mit einem anderen können genomische Ereignisse auslösen, die normale Zellen Krebs erzeugen, so dass Tumoren zu bilden.

Die Verschmelzung einer normalen Zelle mit einer anderen kann genetische Veränderungen auslösen, die zu Krebszellen führen, sagen Forscher.

Nach der American Cancer Society, in den USA im Jahr 2015 werden rund 1,6 Millionen neue Krebsfälle diagnostiziert werden, und über 589.000 Personen werden an der Krankheit sterben.

Um die Ursachen für diese allgegenwärtige Bedingung weiter zu untersuchen, haben Forscher von der University of Michigan und der Mayo Clinic eine Studie durchgeführt, die in veröffentlicht wird Das amerikanische Journal der Pathologie .

Sie stellen fest, dass die Exposition gegenüber Karzinogenen und infektiösen Agenzien spontane genetische Mutationen auslösen kann, die entstehen, wenn sich die Zellen teilen. Einige Forscher glauben jedoch, dass die Verbindung zwischen Karzinogenen und genetischen Veränderungen zu ungewiss ist, um die Entwicklung von gemeinsamen Krebserkrankungen vollständig zu berücksichtigen.

Allerdings haben Forscher vermutet, dass Zellfusion - der Prozess, bei dem eine oder mehrere Zellen kombinieren, um eine neue Zelle mit mehreren Kernen zu bilden - ist eine mögliche Ursache für einige Krebsarten, die einen Grund, warum mehrere genetische Veränderungen scheinen, um die Krebsentwicklung zu untermauern.

Aber es gab einen Mangel an eindeutigen Beweisen, dass normale Zellfusion allein Krebs auslösen könnte - bis jetzt das ist. In ihrer neuesten Studie zeigen die Forscher die fehlende Verbindung zwischen Zellfusion und den multiplen genetischen Veränderungen, die normale Zellen in Krebszellen umwandeln.

Darüber hinaus konnte das Team zeigen, wie diese, wenn sie in lebende Tiere injiziert werden, diese fusionierten Zellen Tumore bilden.

"Zellfusion erzeugt chromosomale Instabilität"

Um ihre Studie durchzuführen, verwendeten die Forscher Ratten-IEC-6-Darm-Epithelzellen. Sie erklären, dass diese Zellen eine "stabile diploide genomische Struktur" (eine mit zwei Sätzen von Chromosomen) beibehalten, normal replizieren und die zellulären Merkmale von Krebszellen fehlen. Diese Zellen bilden auch keine Tumore, wenn sie über mehrere Generationen beobachtet werden.

Das Team markierte die IEC-6-Zellen mit entweder roten oder grünen Farbstoffen und legte sie dann 50% Polyethylenglykol aus, um die Zellfusion zu erleichtern. Die Forscher konnten dann feststellen, ob die Zellen verschmolzen waren, indem sie die Anwesenheit sowohl der roten als auch der grünen Farbstoffe innerhalb einer Zelle notierten.

Fused Cell Image nach FACS sortiert und durch Fluoreszenzmikroskopie visualisiert. Die geschmolzene Zelle emittiert sowohl CFSE (grün) als auch SNARF-1 (rote) Fluoreszenz.

Bildkredit: Das amerikanische Journal der Pathologie

Während nicht-fusionierte Zellen nur eine Farbe enthielten, stellten die Forscher auch fest, dass fusionierte Zellen größer waren als ihre nicht-verschmolzenen Gegenstücke.

Die Ergebnisse zeigen, dass fusionierte Zellen replizieren können - 19% der fusionierten IEC-6-Zellen erzeugten Klone - und mit Replikation wurden die Chromosomen aus den beiden getrennten Zellen miteinander verschmolzen.

Darüber hinaus fanden die Forscher, dass 41% der Klone abnorme Anzahl an Chromosomen hatten, 56% waren nahezu diploid und 4% waren tetraploid. Im Gegensatz dazu waren 86% der nicht-kondensierten Zellen diploid.

Dr. Jeffrey L. Platt von der University of Michigan-Ann Arbor, sagt ihre Ergebnisse "zeigen, dass Zellfusion Chromosomen-Instabilität erzeugt", die sich auf Veränderungen in der Erscheinung und Anzahl der Chromosomen bezieht. Weil solche Anomalien typischerweise bei Krebs beobachtet werden, suchte das Team nach DNA-Schäden in den verschmolzenen Klonen und fand solche Schäden in signifikant mehr verschmolzenen Klonen als nicht verschmolzene Klone.

Sie sagen, ihre Ergebnisse deuten darauf hin, dass nach der Zellsicherung eine chromosomale Instabilität zu DNA-Schäden führen kann und daher genetische Veränderungen, die Krebs untermauern.

Kommentar zu ihren Ergebnissen, Krebs-Spezialist William B. Coleman, PhD, von der University of North Carolina Comprehensive Cancer Center in Chapel Hill, sagt:

Die Häufigkeit von Zellfusionsereignissen in vivo ist nicht bekannt, obwohl Zellfusion unter einigen Umständen wie Zellverletzungen, Entzündungen und Virusinfektionen auftreten wird. Obwohl die Verschmelzung von normalen Zellen in vitro und in vivo ein seltenes Ereignis sein kann, zeigt diese Studie, dass Zellfusion zwischen normalen Zellen pathologische Konsequenzen haben kann."

Er fügt hinzu, dass ihre Ergebnisse "Beweise für einen anderen molekularen Mechanismus darstellen neoplastische Transformation - genomische Katastrophe".

Fusionierte Zellen bilden Tumore in Mäusen

Interessanterweise fand das Team auch, dass bei der Verpflanzung von IEC-6-Zellen in immundefiziente Mäuse während 12 Wochen Tumore in 61% der Wirte produziert wurden. Im Gegensatz dazu entstanden keine Tumore aus den Zellen, die nicht verschmelzen.

"Wir glauben, dass ein Zell-Fusionsereignis sowohl die Bösartigkeit als auch die Treibstoffentwicklung des Tumors initiieren kann", sagt der Bleiautor Xiaofeng Zhou von der University of Michigan-Ann Arbor.

Dr. Coleman fügt hinzu, dass die meisten Fälle von menschlichen Spontankrebs vermutlich aus Zellen kommen, die zufällige DNA-Schäden oder zufällige Fehler während der Replikation unterzogen wurden.

Er fordert weitere Untersuchungen, um festzustellen, ob Zellfusionsereignisse zwischen normalen menschlichen Zelltypen eine genomische Katastrophe und eine neoplastische Transformation hervorrufen können.

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