Um único número ajuda a cientistas biomedicáveis dos dados em encontrar células cancerosas mortais

Os cientistas biomedicáveis dos dados na Faculdade de Medicina da Universidade de Stanford mostraram que o número de genes que uma pilha se usa para fazer o RNA é um indicador seguro de como tornado a pilha é, encontrar que poderia a facilitar visar genes cancerígenos.

Pilhas que o cancro iniciado é provavelmente as células estaminais, que são as pilhas difíciis de encontrar que podem se reproduzir e se tornar, ou para diferenciar-se, no tecido mais especializado, tal como a pele ou o músculo -- ou, quando forem ruins, no cancro.

Agora, as terapias visadas são focalizadas em genes ou em moléculas específicas, grande maioria de que não pode ser específico às células estaminais do cancro. Geralmente estas terapias não trabalham para muito por muito tempo. Mas se você pode identificar as pilhas menos-diferenciadas e então procurar os marcadores específicos a eles, é já não um jogo de suposição para encontrar os genes para visar.”

Aaron Newman, PhD, professor adjunto da ciência biomedicável dos dados e um membro do instituto para a biologia de célula estaminal e a medicina regenerativa

Encontrar do estudo é igualmente significativo porque identificar células estaminais de vários tipos do tecido é uma etapa importante para tecidos do danificados ou funcionando mal da regeneração.

O que os cientistas mostrados são que porque as células estaminais se tornam mais diferenciadas e mais como pilhas adultas, expressam menos e menos genes. Previamente, outros pesquisadores tinham observado que esta correlação e pensada lhe pôde ser uma coincidência interessante. Mas Newman e seus colegas eram o primeiro a classificar em público com os milhares de bases de dados genéticas dos testes da único-pilha e provar este teste padrão era consistente e segura.

Newman e DM-PhD o estudante Gunsagar Gulati combinaram a medida do número de genes expressados em uma pilha com a medida do número de cópias do RNA criadas pelo gene como a base para um algoritmo do computador, CytoTRACE, projetado determinar como as pilhas desenvolvente avançadas são.

Um papel que descreve a pesquisa está sendo publicado o 24 de janeiro em linha na ciência. Newman é o autor superior. Gulati e Shaheen Sikandar, PhD, um instrutor no instituto, autoria do chumbo da parte.

As pilhas do tumor são diversas

Os tumores cancerígenos podem conter muitos milhões de pilhas, cada qual podem ter milhares de mutações genéticas. As pilhas em um tumor são diversas. A maioria serão as pilhas diferenciadas que morrem para fora naturalmente no seus próprias, quando relativamente poucas forem as células estaminais de cancro mais perigosas, ou tumor-iniciando pilhas. Estas pilhas são dificeis de encontrar e conseqüentemente caracterizar duramente usando métodos actuais, mas distante mais fácil encontrar com CytoTRACE.

“Como um pesquisador do cancro, o que eu encontre mais emocionante é que esta ferramenta nos ajuda a encontrar as pilhas deinício que têm sido sabidas por muito tempo para ser responsáveis para a resistência ao tratamento, metástase e para ter uma recaída após o tratamento,” Sikandar disse.

Michael Clarke, DM, um dos autores do papel, era o primeiro pesquisador para identificar células estaminais do cancro em um tumor contínuo. Um professor de medicina em Stanford, Clarke disse esse CytoTRACE, que analisa dados em todo o RNA criado em uma única pilha, pode rapidamente recapitular a pesquisa que toma anos usando métodos tradicionais. “A maneira que nós encontramos actualmente marcadores da pilha para células estaminais de cancro é fazer as suposições educadas sobre que os marcadores provavelmente serão importantes, a seguir classificarão aquelas pilhas e procurarão a actividade da célula estaminal,” disse Clarke, o Karel H. e Avice N. Beekhuis professor na biologia do cancro e director adjunto do instituto para a biologia de célula estaminal e a medicina regenerativa.

Os pesquisadores podem olhar relativamente poucos marcadores de cada vez, assim que toma muitas classificação e análise, e na extremidade, serão provavelmente somente parcialmente bem sucedidos em encontrar bons marcadores das células estaminais que estão procurando, disse. “Que CytoTRACE permite que nós façam é o primeiro encontra as pilhas da haste ou do ancestral, a seguir olha que marcadores originais têm neles.”

No papel, os pesquisadores descrevem usar CytoTRACE para perguntar os dados para o cancro da mama triplo-negativo, um tipo do RNA da único-pilha de tumor que é mais raro mas mais perigoso porque o crescimento do tumor não confia nos caminhos bioquímicos que os médicos visam geralmente para tratar o cancro da mama. Não somente CytoTRACE identificou marcadores conhecidos de células estaminais do cancro, ele igualmente manchou um marcador que não fosse sido previamente provavelmente importante. De “os olhares este um gene como ele têm potencial surpreendente como um terapêutico,” Clarke disse.

Ferramenta potencial para caçar outras células estaminais doença-ligadas

CytoTRACE igualmente tem o potencial transformar como os pesquisadores caçam para as células estaminais associadas com outras doenças, Newman disse. “Esta ferramenta poderia igualmente ser útil em encontrar tratamentos para desordens tais como Alzheimer ou outras doenças degenerativos onde a perda de função da célula estaminal pôde ser parte do processo da doença,” disse.

A medicina regenerativa, em que o tecido doente ou danificado é reparado com a actividade das células estaminais, exige a capacidade para isolar populações refinadas das células estaminais específicas a um tecido dado. Para regrow o osso, o coração ou os olhos, por exemplo, pesquisadores devem primeiramente encontrar as células estaminais responsáveis para regrowing aqueles órgãos. Encontrar os marcadores que são específicos a estas células estaminais normais foi bem como o processo para encontrar marcadores da célula estaminal do cancro, os pesquisadores dizem - isto é, o produto de suposições educadas, de sorte e de muito trabalho no laboratório. CytoTRACE podia significativamente encurtar esse processo.

“Uma das motivações principais atrás de desenvolver CytoTRACE era criar uma ferramenta para rápido e identificação exacta das células estaminais nos seres humanos,” Gulati disse. “Mas uma outra pergunta que importante nós esperamos responder é como os funcionamentos internos de uma mudança da pilha como a pilha transformam de um estado a outro. Esta pesquisa abre uma avenida nova inteira da pesquisa para estudar como as mudanças globais na expressão genética e na estrutura do ADN influenciam o estado de uma pilha.”

Total, Newman disse, as mostras do estudo a potência e a promessa de usar dados grandes para avançar a biologia e a medicina com a pesquisa do computador que complementa as descobertas feitas no laboratório.

“Não seria possível recolher todos estes dados em nosso laboratório, mas usando bases de dados públicas e fazendo as perguntas do direito, é cada vez mais possível fazer descobertas fundamentais na biologia e medicina,” disse.

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.