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Les chercheurs tracent la diversité cellulaire des tumeurs des glandes salivaires entières

À l'intérieur de ce que continue et entre différentes cellules pendant les parties du développement de tumeur ? Les technologies de ordonnancement unicellulaires et un modèle de souris ont permis à des chercheurs de tracer largement la diversité cellulaire des tumeurs des glandes salivaires entières et de tracer le circuit des cellules souche de cancer.

Deux équipes de recherche du Delbrück maximum centrent pour le médicament moléculaire et leurs collaborateurs ont produit un atlas détaillé de cellules d'une tumeur des glandes salivaires entière dans un modèle de souris, traçant différentes cellules dans toute la tumeur et son tissu environnant. L'approche « unicellulaire », récent décrite dans des transmissions de nature, a fourni les analyses principales au sujet des modifications cellulaires de composition par le développement le plus précoce de stades de cancer.

Une tumeur solide n'est pas, autant de force supposent, un morceau des cellules qui sont tous les mêmes. Plutôt c'est mélange de beaucoup de différents types de cellules, y compris un grand choix de stromal et de cellules immunitaires sans compter que les cellules tumorales réelles.

« Les méthodes conventionnelles en biologie moléculaire considèrent souvent un échantillon dans son ensemble, qui n'identifie pas la complexité dans elle, » ont dit M. Samantha Praktiknjo, scientifique supérieur et premier auteur de la biologie de systèmes de la MDC du laboratoire de facteurs de régulation de gène dirigé par professeur Nikolaus Rajewsky à l'institut de Berlin pour la biologie de Medical Systems (BIMSB). Développer une compréhension détaillée des différentes cellules dans une tumeur et comment elles agissent l'un sur l'autre pourrait aider à recenser plus de stratégies de traitement efficace.

Force dans les numéros

L'équipe a employé l'ARN unicellulaire ordonnançant des technologies développées dans l'épitope de laboratoire et de roman de Rajewsky profilant pour produire l'atlas de cellules, et a recensé les cellules qui étaient spécifiques à la tumeur en accroissant la reproductibilité et la grande taille de l'échantillon de leurs caractéristiques.

Ce dernier était possible à l'aide d'un modèle de souris, développé dans la transduction du signal de la MDC dans le laboratoire de développement et de cancer dirigé par professeur Walter Birchmeier, que les ports ont conçu les mutations qui induisent un cancer épidermoïde de glande salivaire. Ce système fournit une alimentation cohérente en tumeurs génétiquement assimilées à la séquence des stades de développement les plus préliminaires, qui est presque impossible avec les patients humains.

« Dans un patient, la tumeur est déjà développée et vous ne pouvez pas retourner et temps de rebobinage et regarder la façon dont elle a commencé, » avez dit M. Benedikt Obermayer, un Co-premier auteur maintenant à l'institut de Berlin de la santé (BIH). « Ici, nous avons un modèle qui est si réglé, nous pouvons l'observer se produire. » Et M. Qionghua Zhu, le troisième premier auteur et un postdoc ancien au laboratoire de Birchmeier, ajouté : « Pour combattre le cancer effectivement, nous devons trouver les mutations de gestionnaire. Cette méthode nous donne des indices au sujet des trajectoires d'évolution d'une tumeur. »

Ordonnançant des technologies ont avancé de sorte qu'il soit maintenant possible ordonnancent à rapidement et abordable l'ARN à l'intérieur des cellules, un par un, ainsi que les protéines sur les surfaces des cellules dans les tissus. Tandis que d'autres méthodes meulent vers le haut du tissu et recensent quels gènes et molécules sont présentes dans le mélange, l'approche unicellulaire recense avec précision lequel de chaque type de cellule est présent, et des quels gènes et molécules sont associées auxquels cellule.

Pour cette étude, les chercheurs ont ordonnancé plus de 26.000 différentes cellules de glande salivaire des souris avec des tumeurs et des souris saines. Ils avaient l'habitude les modèles de calcul pour analyser le montant considérable de caractéristiques et pour recenser chaque cellule individuelle et pour les trier dans des groupes - tels que des cellules stromales, des cellules immunitaires, salive produisant des cellules, cellules cancéreuses - basés sur les centaines de gènes exprimés et présent de molécules.

Une surprise

L'approche unicellulaire a indiqué quelque chose qui a étonné les chercheurs : « Quand j'ai vu les caractéristiques, j'ai pensé, où est la tumeur ? » Obermayer a dit. La population des cellules souche de cancer dans la tumeur était moins d'un pour cent extrêmement de petite taille de toutes les cellules profilées dans le tissu. En raison de leur abondance inférieure, enquête sur ces cellules dépend toujours largement des suppositions au sujet des bornes extérieures et est souvent exécuté dans les systèmes basés sur culture de cellules. Ici, les auteurs pouvaient recenser les cellules souche de cancer directement des échantillons solides de tumeur avec leur approche unicellulaire.

En outre, l'équipe pouvait prévoir l'étape progressive des différents types de cellules par différentes étapes de développement de tumeur. Leur modèle propose que les cellules souche de cancer apparaissent des cellules basales cancéreuses, puis se développe en un autre sous-type avant d'aller bien éventuel à une population des cellules assimilées aux cellules luminal, un type de cellules actuel dans des glandes salivaires normales et saines.

Cette étape progressive supporte l'idée que quand quelque chose entre de travers dans les cellules basales de ce modèle solide de tumeur, elles sont déclenchées pour se transformer en cellules souche de cancer, qui peuvent alors devenir un type différent de cellule. « Ce que j'ai trouvé que fascinant voyait clairement la commande des signes et des événements, transitioning de l'ancêtre aux populations de progéniture des cellules souche de cancer, » Praktiknjo a dit.

Prochaines opérations

Davantage de recherche est exigée pour vérifier que les différentes cellules transforment par ces étapes, et pour explorer le cellulaire et les interactions moléculaires pilotant la croissance tumorale. L'équipe anticipe l'approche qu'ils ont expliquée ici peuvent être aussi bien appliqués à d'autres types de cancer.

À moi l'analyse conceptuelle principale est que nous pouvons appliquer des idées à partir de la biologie du développement basée unicellulaire de reconstruire l'étape progressive moléculaire de la tumorigenèse. »

Professeur Nikolaus Rajewsky, chef de la biologie de systèmes de la MDC du laboratoire de facteurs de régulation de gène et directeur scientifique du BIMSB

Source:
Journal reference:

Praktiknjo, S.D., et al. (2020) Tracing tumorigenesis in a solid tumor model at single-cell resolution. Nature Communications. doi.org/10.1038/s41467-020-14777-0.