L'étude offre des possibilités neuves pour le sein et d'autres traitements du cancer

La sagesse biologique conventionnelle soutient que les cellules vivantes agissent l'un sur l'autre avec leur environnement par un réseau élaboré des signes chimiques. Comme résultat beaucoup de traitements pour la demande de règlement du cancer et d'autres maladies dans laquelle le comportement de cellules entre de travers orientation sur les médicaments qui bloquent ou perturbent des signes de produit chimique nuisible. Maintenant, une route neuve pour de futurs traitements a pu avoir été ouverte avec la preuve scientifique pour non jamais vu avant que la voie dont les cellules peuvent également détecter et répondre aux forces matérielles.

Une équipe de recherche avec le laboratoire national de Lawrence Berkeley (laboratoire de Berkeley) et l'Université de Californie (UC) Berkeley a prouvé que l'activité biochimique d'un système de protéine cellulaire, qui joue une fonction clé dans la métastase de cancer, peut être modifiée par l'application d'une force matérielle directe. Cette découverte jette la lumière neuve importante sur la façon dont la protéine signalant le composé connu sous le nom d'EphA2/ephrin-A1 contribue à l'amorçage, à l'accroissement et à l'étape progressive des cellules cancéreuses, et propose également comment l'activité des cellules cancéreuses peut être affectée par le tissu environnant.

« Cette première preuve que le composé du récepteur-ligand EphA2/ephrin-A1, qui était précédemment vraisemblablement strictement un détecteur chimique, peut réellement détecter les propriétés mécaniques aussi bien, » dit les vergers de geai de pharmacien, qui ont abouti cette recherche. « Ce couplage de la signalisation mécanique et chimique, qui pourrait jamais n'avoir été vu avec des méthodes biologiques classiques, des aides expliquent certains des mystères biologiques au sujet du début et de l'étape progressive du cancer. »

Les vergers retient une affectation commune avec la Division des biosciences du laboratoire de Berkeley et le service de chimie matériels d'Uc Berkeley. Il est également un chercheur (HHMI) de Howard Hughes Medical Institute. Avec des membres de son organisme de recherche Khalid Salaita et Pradeep Nair, plus Rebecca petite, il Co-a écrit un papier sur cette recherche qui était publiée dans la question du 12 mars 2010 de la Science de tourillon. Le papier est intitulé, « restriction du mouvement de récepteur modifie la réponse cellulaire : Force matérielle détectant par EphA2. »

D'autres co-auteurs étaient gris de Joe, Richard Neve et système d'appoint à la décision de Debopriya de Division des sciences de la vie du laboratoire de Berkeley.

Cancer et EphA2/ephrin-A1

Le terme « métastase » vient du mot grec pour le « déplacement, » et lui est employé pour décrire le procédé par lequel les cellules cancéreuses détachent d'une tumeur, entrent dans la circulation sanguine et s'écartent à d'autres tissus dans tout le fuselage. Par exemple, les cellules cancéreuses de sein peuvent s'écarter à un poumon et former une tumeur neuve de cancer du sein là. Le central à la métastase est le composé du récepteur-ligand EphA2/ephrin-A1.

EphA2 est un membre de la famille (RTK) de récepteur tyrosine kinase des enzymes qui sont les régulateurs principaux des processus cellulaires. La sur-expression d'EphA2 a été liée à un certain nombre de cancers humains, y compris le mélanome, poumon, côlon et prostate, mais est particulièrement proéminente dans le cancer du sein. Environ 40 pour cent de tous les patients de cancer du sein montrent une surabondance d'EphA2, avec les niveaux les plus élevés trouvés dans les cellules cancéreuses les plus agressives. Ephrin-A1 est une protéine de signalisation qui est attachée sur la surface de la membrane extérieure des cellules. Il grippe à EphA2 dans une cellule voisine comme une clavette insérée dans un blocage. Quand ephrin-A1 grippe avec EphA2, les composés neuf liés deviennent activés et recueillent dans un boîtier.

« La cellule hôte donnera alors littéralement aux boîtiers une traction subite distinctive, appliquant une force qui tire les boîtiers en travers de la surface de la cellule à un emplacement centralisé, » verger dit. « Ce qui nous avons trouvé est c'en appliquant une force d'opposition, nous pourrait modifier l'activité biochimique des cellules. Quand nous avons appliqué une grande force d'opposition nous pouvions convertir capable convertir les cellules hautement invasives en cellules polies. Ceci prouve qu'en plus de détecter chimiquement la présence d'ephrin-A1, les cellules détectent également les propriétés mécaniques de l'environnement local dans lequel ephrin-A1 est manifesté. »

Mutation spatiale

Les observations ont indiqué que les cellules mammifères sont sensibles aux aspects matériels de leur environnement, tels que la texture ou la géométrie du tissu environnant. Cependant, démontrez que la signalisation de choc de forces matérielles libre-déménageant des molécules (par opposition aux molécules d'adhésion focales) dans les membranes des cellules avait manqué parce que la membrane cellulaire est un environnement il a toujours été difficile caractériser et manipuler que. Les vergers et son organisme de recherche ont trouvé une voie de surmonter cet obstacle avec le développement de seules membranes synthétiques construites hors des lipides et assemblées sur un substrat de la silice solide qui leur permet de régler directement des activités cellulaires de signalisation.

« Nous appelons cette approche « la mutation spatiale » stratégie parce que des molécules dans une cellule peuvent être dans l'espace permutées sans modifier la cellule de n'importe quelle autre voie, » des vergers dit. « Nous avions l'habitude la première fois cette stratégie en 2005 pour étudier la signalisation à cellule T dans le système immunitaire. »

En cela la dernière étude, les vergers et ses collègues ont travaillé avec les cellules épithéliales mammaires d'une bibliothèque de 26 lignées cellulaires humaines modèles de cancer du sein qui bien-ont été caractérisées par gris co-auteur et de ses organismes de recherche chez le laboratoire et l'Uc San Francisco de Berkeley.

Dit le co-auteur Nair, la « recherche du gris a expliqué que cette bibliothèque reproduit considérablement les anomalies et la réactivité génomiques de médicament des cellules tumorales primaires de cancer du sein des patients, et constitue le système le plus complet pour l'étude des aberrations variées responsables du cancer du sein humain. »

Pour vérifier la sensibilité de l'EphA2/ephrin-A1 signalant le composé aux forces mécaniques, les vergers et son groupe ont modelé leurs substrats de silice avec les lignes en métal de chrome qui étaient 10 nanomètres de hauteur et 100 nanomètres au loin. Ces lignes en métal ont agi en tant que barrages de diffusion qui ont entravé la mobilité transversale des composés EphA2/ephrin-A1 dans la membrane synthétique. Le mouvement et l'organisme spatial des composés ont été par la suite suivis par une combinaison de la fluorescence de réflexion interne, (TIRF) de l'interférence de réflexion et des techniques d'imagerie totales d'epifluorescence.

« Sans barrages, les boîtiers des composés de la signalisation EphA2/ephrin-A1 ont été transportés au centre de la jonction cellule-supportée de membrane, mais avec les barrages en place, il y avait une accumulation de boîtiers aux limites de barrage, » les vergers indique. « Ceci a eu comme conséquence une réorganisation spatiale qui a modifié le comportement biochimique des cellules. »

L'analyse quantitative de ces derniers change en l'organisme spatial des composés de la signalisation EphA2/ephrin-A1 en travers de la bibliothèque du cancer du sein que les lignées cellulaires ont indiqué une forte corrélation avec le potentiel pour la métastase. Puisque le métal modelé raye dans le substrat de silice sont analogue à la dureté, à la texture et à d'autres propriétés élastiques et mécaniques de tissu, ainsi qu'aux structures internes dans la membrane cellulaire, les résultats de ceci étudient la remarque à intriguer des possibilités neuves pour le sein et d'autres traitements du cancer.

« Il est possible que le procédé de force-détection lui-même pourrait fournir un objectif pour l'intervention thérapeutique, » dit des vergers. « Nous sommes également excités au sujet de trouver les objectifs pour lesquels il peut y avoir des médicaments qui ont été déjà développés mais maintenant sont employés pour traiter les maladies autres que le cancer. Vu la sensibilité aux forces mécaniques manifestées par les composés de la signalisation EphA2/ephrin-A1, il est possible ces médicaments existants pourrait être dirigé à nouveau à la demande de règlement du cancer. »