Un numéro unique aide les scientifiques biomédicaux de caractéristiques en trouvant les cellules cancéreuses mortelles

Les scientifiques biomédicaux de caractéristiques à l'École de Médecine d'Université de Stanford ont prouvé que le nombre de gènes qu'une cellule emploie pour préparer l'ARN est un indicateur fiable de la façon dont développé la cellule est, une conclusion qui pourrait le faciliter pour viser des gènes de cancérigène.

Cellules que le cancer initié sont vraisemblablement des cellules souche, qui sont des cellules difficiles à trouver qui peuvent se reproduire et se développer, ou différencier, dans un tissu plus spécialisé, tel que la peau ou le muscle -- ou, quand ils se détériorent, dans le cancer.

En ce moment, des traitements visés sont concentrés sur les gènes spécifiques ou les molécules, l'immense majorité dont ne peut pas être spécifique aux cellules souche de cancer. Habituellement ces traitements ne fonctionnent pas pour très longtemps. Mais si vous pouvez recenser les cellules moins-différenciées et puis rechercher des bornes spécifiques à elles, ce n'est plus un jeu de devinettes pour trouver les gènes pour viser. »

Aaron Newman, PhD, professeur adjoint de la science biomédicale de caractéristiques et un membre de l'institut pour la biologie de cellule souche et le médicament régénérateur

La conclusion de l'étude est également significative parce que le recensement des cellules souche des types variés de tissu est une étape importante vers les tissus endommagés ou de défauts de fonctionnement de régénérer.

Ce que les scientifiques montrés est que car les cellules souche deviennent plus différenciées et plutôt les cellules adultes, elles expriment moins et moins gènes. Précédemment, d'autres chercheurs avaient remarqué que cette corrélation et pensée lui pourrait être une coïncidence intéressante. Mais Newman et ses collègues étaient le premier à trier par des milliers de tests génétiques unicellulaires dans les bases de données publiques et prouver cette configuration était cohérente et fiable.

Newman et DM-PhD stagiaire Gunsagar Gulati ont combiné la mesure du nombre de gènes exprimés en cellule avec la mesure du nombre de copies d'ARN produites selon le gène comme base pour un algorithme d'ordinateur, CytoTRACE, conçu pour déterminer comment les cellules développemental avancées sont.

Un papier décrivant la recherche est le 24 janvier en ligne publié en la Science. Newman est l'auteur supérieur. Gulati et Shaheen Sikandar, PhD, un instructeur à l'institut, profession d'auteur de fil de part.

Les cellules tumorales sont diverses

Les tumeurs cancéreuses peuvent contenir beaucoup de millions de cellules, qui peuvent avoir des milliers de mutations géniques. Les cellules dans une tumeur sont diverses. Les la plupart seront des cellules différenciées qui s'éteignent naturellement toutes seules, alors que relativement peu sont les cellules souche de cancer plus dangereuses, ou tumeur-commençant des cellules. Il est difficile de trouver et pour cette raison de caractériser dur ces cellules suivre des méthodes actuelles, mais bien plus facile à trouver avec CytoTRACE.

« En tant que chercheur de cancer, ce qui je trouve la plupart d'exciter est que cet outil nous aide à trouver les cellules tumeur-commençantes qui ont été longtemps connues pour être responsables de la résistance à la demande de règlement, métastase et rechute après demande de règlement, » Sikandar a dit.

Michael Clarke, DM, un des auteurs du papier, était le premier chercheur pour recenser des cellules souche de cancer dans une tumeur solide. Un professeur de médecine chez Stanford, Clarke a dit ce CytoTRACE, qui analyse des caractéristiques sur tout l'ARN produit dans une cellule, peut rapidement récapituler la recherche qui prend des années suivre des méthodes traditionnelles. « La manière dont nous trouvons actuel des bornes de cellules pour des cellules souche de cancer est d'effectuer les suppositions éclairées au sujet dont les bornes vraisemblablement seront importantes, puis trieront ces cellules et rechercheront l'activité de cellule souche, » a dit Clarke, Karel H. et Avice N. Beekhuis professeur dans la biologie de cancer et directeur associé de l'institut pour la biologie de cellule souche et le médicament régénérateur.

Les chercheurs peuvent regarder relativement peu de bornes à la fois, ainsi elle prend beaucoup de trier et analyse, et à la fin, elles seront vraisemblablement seulement partiellement couronnées de succès en trouvant de bonnes bornes des cellules souche qu'elles recherchent, il a dit. « Quel CytoTRACE nous permet de faire est le premier trouve les cellules de cheminée ou d'ancêtre, puis regarde quelles seules bornes elles ont sur elles. »

Dans le papier, les chercheurs décrivent utilisant CytoTRACE pour questionner les caractéristiques unicellulaires d'ARN pour le cancer du sein triple-négatif, un type de tumeur qui est plus rare mais plus dangereuse parce que la croissance tumorale ne se fonde pas sur les voies biochimiques que les médecins visent habituellement pour traiter le cancer du sein. Non seulement CytoTRACE a-t-il recensé les bornes connues des cellules souche de cancer, il a également repéré une borne qui n'avait pas été précédemment étée vraisemblablement importante. De « les ressembler ce un gène à lui a le potentiel étonnant en tant que thérapeutique, » Clarke a dit.

Outil potentiel pour chasser d'autres cellules souche maladie-jointes

CytoTRACE a également le potentiel de transformer comment les chercheurs chassent pour des cellules souche liées à d'autres maladies, Newman a dit. « Cet outil pourrait également être utile en trouvant des demandes de règlement pour des troubles tels qu'Alzheimer ou d'autres maladies dégénératives où la perte de fonctionnement de cellule souche pourrait faire partie du procédé de la maladie, » il a dit.

Le médicament régénérateur, en lequel le tissu malade ou endommagé est réparé par l'activité des cellules souche, exige la capacité d'isoler les populations épurées des cellules souche spécifiques à un tissu donné. Pour regrow l'os, le coeur ou les yeux, par exemple, des chercheurs doit d'abord trouver les cellules souche responsables de regrowing ces organes. La conclusion des bornes qui sont spécifiques à ces cellules souche normales a été tout comme le procédé pour trouver des bornes de cellule souche de cancer, les chercheurs disent - c.-à-d., le produit des suppositions éclairées, de la chance et de beaucoup de travail dans le laboratoire. CytoTRACE a pu de manière significative diminuer ce procédé.

« Une des motivations principales derrière développer CytoTRACE était de produire un outil pour rapide et identification précise des cellules souche chez l'homme, » Gulati a dit. « Mais une autre question importante que nous espérons répondre est comment les fonctionnements internes d'une modification de cellules en tant que cellule transforme d'une condition à l'autre. Cette recherche ouvrent un horizon neuf entier de recherche pour étudier comment les changements globaux de l'expression du gène et de la structure d'ADN influencent la condition des cellules. »

De façon générale, Newman a dit, les expositions d'étude le pouvoir et la promesse d'employer de grandes caractéristiques pour avancer la biologie et le médicament par la recherche d'ordinateur qui complète des découvertes effectuées dans le laboratoire.

« Il n'aurait pas été possible de recueillir toute cette caractéristique dans notre laboratoire, mais à l'aide des bases de données publiques et de poser les questions des droits, il est de plus en plus possible d'effectuer des découvertes principales dans la biologie et médicament, » il a dit.

Source:
Journal reference:

Gulati, G. S., et al. (2020) Single-cell transcriptional diversity is a hallmark of developmental potential. Science. doi.org/10.1126/science.aax0249.