La nuova tecnologia rivoluzionaria fa luce su perché i cancri si formano nei tipi specifici delle cellule

Mentre molte celle nei nostri organismi possono accumulare le mutazioni oncogene, la maggior parte di questi eventi non non piombo a formazione del tumore mentre queste celle anormali si eliminano dai meccanismi di difesa. Invece, i tumori sorgono quando una mutazione accade in un tipo particolare delle cellule che è unicamente sensibile a. L'identificazione delle tali cellule tumorali dell'origine è essenziale per mirare correttamente al cancro.

Per esempio, le mutazioni nel gene soppressore (RB) del tumore di retinoblastoma, che blocca normalmente la crescita e la divisione anormali delle cellule, provoca il retinoblastoma, un tipo di tumore dell'occhio. Retinoblastoma sorge in celle retiniche specializzate chiamate celle di cono, che raccolgono l'indicatore luminoso. Perché questo genere di cancro comincia sempre in celle di cono è sconosciuto. Ma se gli scienziati possono ottenere un pulitore, visualizzazione più accurata degli effetti a valle delle mutazioni del RB in celle di cono contro altre celle nella retina, possono identificare gli obiettivi terapeutici unici che possono impedire o trattare il retinoblastoma con precisione del tipo di laser.

Ma studiare gli effetti delle mutazioni genetiche nei tipi specifici delle cellule è più facile detto di quanto fatto. È quasi impossible da raccogliere i campioni puri composti di appena un tipo delle cellule. Invece, gli scienziati devono usare spesso un campione globale pronto da un intero tessuto.

“Questo dà soltanto una specie di maschera media di espressione genica in diverse celle poiché riunisce migliaia di celle, alcune di cui possono essere indesiderate non importa come molto il campione è depurato. I risultati di esame degli effetti delle mutazioni del RB facendo uso di questi generi di campioni non rappresentano esattamente come una mutazione del RB pregiudica l'espressione genica in un tipo particolare delle cellule,„ hanno detto il massimo Frolov, professore della biochimica e della genetica molecolare nell'università dell'Illinois all'istituto universitario di Chicago di medicina.

Una nuova tecnologia rivoluzionaria chiamata ordinamento unicellulare del RNA lascia i ricercatori studiare l'espressione genica in diverse celle, eliminando il problema dei campioni contaminati e di fare la media delle cellule. Il laboratorio di Frolov ha adattato una tecnologia chiamata Goccia-seguente, che permette che i ricercatori isolino e geneticamente ordinino gli unicellulari. migliaia Goccia-seguenti di sequenza della latta di diverse celle allo stesso tempo.

Frolov ed il suo dottorando, Majd Ariss, hanno montato uno strumento Goccia-seguente alle celle dell'isolato dell'occhio nelle mosche di frutta di sviluppo, che il laboratorio usa come sistema-modello. Poi potevano studiare i cambiamenti di espressione genica causati dalle mutazioni nel gene del RB in migliaia di celle differenti nell'occhio rispetto ad espressione genica in celle con le copie normali del gene del RB. I loro risultati sono pubblicati nelle comunicazioni della natura.

“Poiché questo è la prima volta unicellulare l'ordinamento del RNA è stato realizzato in celle dell'occhio della mosca di frutta, abbiamo dovuto creare una mappa completa o l'atlante delle cellule, descrivente esattamente l'espressione genica in ogni cella digita dentro l'occhio normale. Poi abbiamo contato su questo atlante per determinare come un'espressione genica di influenze di mutazione del RB di ogni cella digita dentro l'occhio,„ Frolov abbiamo spiegato.

La loro analisi delle celle dell'occhio con una mutazione del RB ha rivelato una popolazione distintiva ma piccola delle celle in cui la mutazione ha alterato l'espressione genica ed ha cambiato il metabolismo delle cellule. Il cambiamento metabolico ha sensibilizzato le celle al apoptosis o dalla alla morte indotta auto delle cellule. La tendenza delle celle con le mutazioni nel gene del RB a subire il apoptosis è un fenomeno ben noto e finalmente è sormontata con le mutazioni supplementari durante lo sviluppo di cancro, che è caratterizzato dalla crescita fuori controlla e dalla divisione delle cellule -- l'opposto del apoptosis.

“I cambiamenti che metabolici abbiamo osservato in RB le celle mutanti le rendono vulnerabili nei modi che potrebbero essere sfruttati con gli approcci terapeutici prima che le mutazioni supplementari colpiscano la stessa cella, rendente li resistenti alla morte delle cellule,„ Frolov ha detto. “Poiché questi effetti sono stati limitati a così piccolo gruppo di celle, precedentemente sono stati mancati quando il tessuto mutante dell'occhio dell'intero RB è stato analizzato.„

La piattaforma Goccia-seguente ha richiesto a Ariss più di tre mesi per costruire. Ha seguito scrupoloso le istruzioni contenute in un manuale di 40 pagine per generare il suo primo RNA unicellulare che ordina il gruppo di dati.

“Nessuno ci ha guidati su come fare l'ordinamento unicellulare poichè eravamo i primi a UIC per farlo,„ ha detto Ariss, che è il primo autore sul documento.

Il loro strumento Goccia-seguente è quello solo del suo genere a UIC.

“È una tecnologia vero rivoluzionaria che promette di fare il nuovo indicatore luminoso sull'origine di cancro e perché determinati cancri provengono da determinati tipi e non da altri delle cellule. Ora possiamo soltanto cominciamo a studiare perché e come. Per l'anno e mezzo passato, abbiamo eseguito sopra cento esperimenti ed abbiamo generato i transcriptomes di più dell'cento mila celle dagli organi della mosca di frutta, dai tumori del mouse e dalle linee cellulari umane. Speriamo che più ricercatori di UIC lo usino che va in avanti,„ Frolov abbiamo detto.

Sorgente: https://today.uic.edu/single-cell-sequencing-sheds-light-on-why-cancers-form-in-specific-cell-types