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Chercheurs pour examiner la tige entre le déficit de zinc, le hérisson, et le cancer de la prostate

Les expériences prouvent que la signalisation de hérisson - un réseau des événements moléculaires critiques à l'étude le développement embryonnaire - produit des conditions avantageuses à la croissance des cellules non réglementée liée au cancer dans les adultes. Le déficit de zinc est marqué avec beaucoup de cancers ; en fait, un cachet de cancer de la prostate est déficit de zinc en tissu de prostate. Mais y a-t-il un lien direct entre le déficit de zinc et le hérisson ?

Une équipe de recherche aboutie par Rensselaer Polytechnic Institute examinera la tige entre le déficit de zinc, le hérisson, et le cancer de la prostate dans une étude neuve financée par les instituts de la santé nationaux (NIH). De façon générale, l'équipe étudiera les mécanismes structurels d'un procédé spécial dans la signalisation de hérisson, Hedgehog appelé autoprocessing. Une orientation est d'étudier comment le déficit de zinc affecte la voie de signalisation de hérisson.

« Bien que très important à l'étude le développement embryonnaire, signalisation de hérisson est en grande partie en sommeil dans les adultes. Mais dans le cancer, elle est activée et des aides dans la croissance tumorale, » a dit Chunyu Wang, un professeur agrégé des sciences biologiques et membre du centre pour la biotechnologie et des études interdisciplinaires chez Rensselaer. « Dans des éprouvettes et des études de culture cellulaire nous pouvons voir que le déficit de zinc mène à l'activation de hérisson. Est-ce que mais c'événement est dans la maladie humaine ? Est ce ce que nous voulons étudier. »

L'équipe, qui comprend des collaborateurs de l'École de Médecine d'Icahn au mont Sinaï, au M. William Oh et au M. Michael Donovan, et à l'université de l'Etat de New York au professeur adjoint Brian Callahan de Binghamton, est financée par les mécanismes structurels intitulés d'un Grant de projet de recherche de $1,8 millions NIH (RO1) « du hérisson Autoprocessing dans la physiologie et la maladie. »

La voie de hérisson est un régulateur principal de la croissance des cellules et du développement ces des aides pour déterminer le régime de fuselage de tous les animaux avec la symétrie bilatérale. Dans une opération critique qui lance la signalisation de hérisson, les lignes de partage de protéine de précurseur de hérisson elle-même ou « auto-se fend » dans deux parts : le ligand de hérisson responsable de la signalisation, et un domaine de la catalyse responsable du l'auto-clivage. Cette opération est Hedgehog appelé autoprocessing. Aucun catalyseur externe n'est nécessaire dans la réaction autoprocessing, au domaine de la catalyse de hérisson agissant en tant que catalyseur dans la transformation. Dans la recherche publiée en 2015, le groupe de Wang, en collaboration avec le groupe de Callahan, a expliqué que le zinc grippe au site actif du domaine de la catalyse et empêche autoprocessing et pour cette raison, le rétablissement du ligand de hérisson. Utilisant la solution RMN, le laboratoire de Wang a également recensé le site spécifique où le zinc grippe au site actif.

La concession de NIH supportera l'enquête continue sur trois fronts : la relation entre le zinc et l'activation de hérisson en cellules cancéreuses ; définition du mécanisme catalytique du hérisson autoprocessing ; et examinant le mécanisme de la résistance de tumeur aux médicaments d'anti-androgène utilisés dans le cancer de la prostate.

Pour explorer la relation entre le zinc et le hérisson en cellules cancéreuses, Wang et ses collaborateurs emploieront des tissus des prostates normales et cancéreuses pour rechercher une corrélation entre les niveaux du zinc et du ligand de hérisson (un signe d'activation de hérisson). L'équipe entreprendra également des expériences pour déterminer si le zinc accru peut empêcher la voie de hérisson dans des cultures de cellule cancéreuse.

Utilisant la solution RMN, l'équipe définira le mécanisme catalytique du hérisson autoprocessing, suivant sur une base d'atome-par-atome le procédé en deux étapes dans lequel le domaine de la catalyse auto-fend la protéine de précurseur. Dans la recherche publiée dans l'édition de septembre 2016 du tourillon de la société chimique américaine, Wang a produit un mécanisme détaillé D46 du résidu, un résidu fortement économisé de la protéine de hérisson dans tout le règne animal, un signe de son importance. Tels compréhension détaillée du mécanisme catalytique ont pu mener aux stratégies neuves pour bloquer autoprocessing dans le cancer.

« Sans autoprocessing, il n'y a aucune signalisation de hérisson, qui empêcherait l'activation de hérisson dans le cancer, » Wang a dit. « Si nous pouvons viser le hérisson autoprocessing, ce serait une stratégie anticancéreuse nouvelle. »

Le troisième endroit de la concession, abouti par Callahan, examine plus de manière approfondie la deuxième opération d'autoprocessing, lequel à la remarque le ligand est fendu de la protéine de précurseur, et colle avec une molécule de cholestérol. Cette recherche peut jeter la lumière sur pourquoi les tumeurs développent la résistance aux médicaments d'anti-androgène, qui ressemblent attentivement à la molécule de cholestérol. Les chercheurs présument le hérisson autoprocessing peuvent employer les médicaments d'anti-androgène au lieu du cholestérol, tournant un médicament destiné pour empêcher le cancer dans l'essence pour des tumeurs.

« Ces médicaments d'anti-androgène retardent le cancer pendant un moment, mais d'autre part le chemoresistance apparaît, » Wang a dit. « Dans des éprouvettes et des cultures cellulaires, nous voyons les médicaments d'anti-androgène étant employés au lieu du cholestérol dans le hérisson autoprocessing, et maintenant nous voulons voir s'il se produit dans des cultures cellulaires de cancer de la prostate. »

La recherche de Wang est activée par la visibilité de l'école d'enseignement technique neuve, un paradigme apparaissant pour l'enseignement supérieur qui identifie que les défis globaux et les opportunités sont si grands ils ne peuvent pas être adéquat adressés par même la personne la plus douée seul travaillant. Rensselaer sert de des carrefours pour la collaboration - fonctionnant avec des associés en travers des disciplines, des secteurs, et des régions géographiques - pour adresser global complexe conteste, utilisant les outils et les technologies les plus avancés, on dont sont développés chez Rensselaer. La recherche chez Rensselaer adresse une partie du monde le plus appuyant des défis techniques - de sécurité énergétique et de développement durable à la biotechnologie et à la santé des personnes. L'école d'enseignement technique neuve est transformative dans le choc global de la recherche, en sa pédagogie novatrice, et pendant les durées des stagiaires chez Rensselaer.