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I ricercatori identificano i composti chimici che aumentano la stabilità della cella aploide

Dall'emergenza della genetica molecolare più di cinquanta anni fa, gli scienziati hanno provato ad isolare le cellule di mammiferi aploidi, cioè, le celle con la metà del numero dei cromosomi hanno contenuto in somatociti. Le celle aploidi sono uno strumento genetico potente per analizzare la funzione del gene. Negli ultimi dieci anni, una serie di ricercatori definitivo sono riuscito a sviluppare le culture aploidi della linea cellulare. Tuttavia, queste linee cellulari sono instabili ed hanno una tendenza per diploidizzazione. Ora, i ricercatori al centro nazionale spagnolo di ricerca sul cancro (CNIO) hanno identificato i composti chimici che aumentano la stabilità delle linee cellulari aploidi mammifere. Lo studio è pubblicato nell'ultima emissione dei rapporti delle cellule.

Ad eccezione delle celle dell'uovo e dello sperma, le cellule umane hanno due insiemi dei cromosomi, uno ereditato da ogni genitore. Gli organismi con soltanto un insieme dei cromosomi, tuttavia, possono essere estremamente utili per ricerca scientifica.

Le celle con un singolo insieme dei cromosomi sono uno strumento potente per studiare le funzioni del gene, perché potete modificare appena una copia del gene per analizzare i sui effetti sull'organismo.„

Óscar Fernández-Capetillo, guida di studio e testa, gruppo genomica di instabilità di CNIO

Le celle aploidi in microrganismi quali i lieviti sono state usate estesamente per il guadagno delle comprensioni potenti che hanno rivoluzionato la cronologia della biomedicina. I lieviti sono stati utilizzati, per esempio, dal 2001 premio Nobel nella fisiologia per identificare le molecole chiave che regolamentano il ciclo cellulare negli organismi eucariotici. Tuttavia, i lieviti e gli esseri umani sono separati entro miliardo anni di evoluzione e molti meccanismi biologici non sono stati conservati, che i mezzi essi non possono essere studiati in questi microrganismi.

Da quando le colture cellulari aploidi mammifere non erano disponibili fino ad oggi, i ricercatori hanno utilizzato altri strumenti per condurre gli schermi genetici, quale RNA d'interferenza. Tuttavia, queste strategie alternative hanno effetti non specifici che sono inopportuni per tutto l'approccio genetico. Nel corso degli ultimi anni, gli scienziati sono riuscito ad isolare le linee cellulari aploidi mammifere. In primo luogo, una linea cellulare quasi-aploide è stata ottenuta da un paziente di leucemia; anni più successivamente, i metodi sono stati messi a punto per stabilire le linee cellulari aploidi embrionali del gambo da una serie di mammiferi, compreso gli esseri umani. Tuttavia, tutte queste colture cellulari aploidi animali sono altamente instabili e diventano diploidi rapidamente.

“Due anni fa, abbiamo trovato che le celle aploidi attivano i meccanismi della morte delle cellule via la proteina p53; di conseguenza, le celle aploidi non sono più possibili nella cultura e progressivamente scompaiono,„ dice Fernández-Capetillo (1). “Questi risultati spiegati perché è le celle aploidi animali così difficili da mantenere in laboratorio.„

Ora, i ricercatori di CNIO hanno usato i metodi di vagliatura chimici per cercare fra quasi 1.000 composti per quelli che selezionano le celle aploidi contro le celle con un più grande numero dei cromosomi. Lo studio ha rivelato che un precursore nella sintesi dell'agente anticancro Taxol ha nominato DAB (10-Deacetylbacattin III) permette che le celle aploidi si sviluppino migliori e sostituiscano le celle diploidi nelle culture.

“Questo composto agisce sui microtubuli, fattori in questione nella migrazione dei cromosomi durante la divisione cellulare. Quando i microtubuli sono sfidati facendo uso della LIMANDA, le celle con un più grande numero dei cromosomi sono seriamente commoventi, mentre le celle con un numero più basso dei cromosomi possono continuare con divisione cellulare.„ Questo effetto non è limitato alle celle aploidi, poiché le celle tetraploidi (celle con quattro insiemi dei cromosomi) esposte alla LIMANDA egualmente sono influenzate più significativamente che le celle diploidi. Cioè questa strategia permette che i ricercatori genericamente selezionino per le celle con un numero più basso dei cromosomi nelle colture miste delle cellule di mammiferi.

Indipendentemente dall'utilizzabilità di questi risultati per i ricercatori che lavorano con le celle aploidi animali, lo studio è egualmente di importanza per i ricercatori del cancro, poichè gli effetti della LIMANDA possono anche essere ottenuti con le piccole dosi della droga anticancro Taxol. In questo contesto, gli autori vogliono proporre che le dosi basse dei taxani potrebbero tenere conto l'eliminazione selettiva delle celle poliploidi, che gli studi genomica recenti indicano potrebbero essere presenti in fino a 37 per cento dei tumori umani. Quindi, “i risultati di questo studio potrebbero contribuire ad identificare i malati di cancro che potrebbero trarre giovamento preferenziale da un trattamento facendo uso del taxol o di altri derivati di taxano,„ dice Fernández-Capetillo.

Source:
Journal reference:

Olbrich, T. et al. (2019) A chemical screen identifies compounds capable of selecting for hapolidy in mammalian cells. Cell Reports. doi.org/10.1016/j.celrep.2019.06.060.