Os pesquisadores traçam a diversidade celular de tumores inteiros da glândula salivar

O que vai sobre dentro e entre pilhas individuais durante as fases muito as mais adiantadas da revelação do tumor? A única pilha que arranjam em seqüência tecnologias e um modelo do rato permitiram pesquisadores de traçar detalhada a diversidade celular de tumores inteiros da glândula salivar e de seguir o trajecto de células estaminais de cancro.

Duas equipas de investigação do Delbrück máximo centram-se para a medicina molecular e seus colaboradores produziram um atlas detalhado da pilha de um tumor inteiro da glândula salivar em um modelo do rato, traçando pilhas individuais durante todo o tumor e seu tecido circunvizinho. Da “a aproximação única pilha”, descrita recentemente em comunicações da natureza, forneceu as introspecções chaves sobre mudanças celulares da composição através das fases as mais adiantadas da revelação do cancro.

Um tumor contínuo não é, tanto como poder supor, uma protuberância das pilhas que são todos os mesmas. Um pouco é mistura de muitos tipos diferentes da pilha, incluindo uma variedade de pilhas stromal e imunes além das pilhas reais do tumor.

“Os métodos convencionais na biologia molecular consideram frequentemente uma amostra no conjunto, que não reconheça a complexidade dentro dela,” disseram o Dr. Samantha Praktiknjo, cientista superior e primeiro autor da biologia de sistemas do CDM do laboratório regulador dos elementos do gene dirigido pelo professor Nikolaus Rajewsky no instituto de Berlim para a biologia de Medical Systems (BIMSB). Desenvolver uma compreensão detalhada das pilhas diferentes dentro de um tumor e como interagem poderia ajudar a identificar umas estratégias mais eficazes do tratamento.

Força nos números

A equipe usou o RNA da único-pilha que arranja em seqüência as tecnologias desenvolvidas no resumo do laboratório e da novela de Rajewsky que perfila para produzir o atlas da pilha, e identificou as pilhas que eram específicas ao tumor leveraging a reprodutibilidade e o grande tamanho da amostra de seus dados.

O último era possível usando um modelo do rato, desenvolvido na transdução do sinal do CDM no laboratório da revelação e do cancro dirigido pelo professor Walter Birchmeier, que os portos projectaram as mutações que induzem uma carcinoma de pilha squamous de glândula salivar. Este sistema fornece uma fonte consistente de tumores genetically similares à seqüência das fases as mais adiantadas da revelação, que é quase impossível com pacientes humanos.

“Em um paciente, o tumor é desenvolvido já e você não pode ir para trás e tempo de rebobinação e olhar como começou,” disse o Dr. Benedikt Obermayer, um co-primeiro autor agora no instituto de Berlim da saúde (BIH). “Aqui, nós temos um modelo que seja tão controlado, nós podemos olhá-lo acontecer.” E Dr. Qionghua Zhu, terceiro primeiro autor e um postdoc anterior no laboratório de Birchmeier, adicionado: “Para lutar eficazmente o cancro, nós precisamos de encontrar as mutações do motorista. Este método dá-nos indícios sobre as trajectórias da evolução de um tumor.”

Arranjando em seqüência tecnologias avançaram de modo que fosse agora possível arranjasse em seqüência a rapidamente e disponìvel o RNA dentro das únicas pilhas, um de cada vez, assim como das proteínas nas superfícies das pilhas nos tecidos. Quando outros métodos mmoerem acima do tecido e identificarem que genes e moléculas estam presente na mistura, a única aproximação da pilha identifica precisamente quanto de cada tipo de pilha estam presente, e os que genes e moléculas são associadas com que pilha.

Para este estudo, os pesquisadores arranjaram em seqüência mais de 26.000 pilhas individuais da glândula salivar dos ratos com tumores e dos ratos saudáveis. Usaram modelos computacionais para analisar a enorme quantidade dos dados e para identificar cada pilha individual e para classificá-los nos grupos - tais como pilhas stromal, pilhas imunes, saliva produzindo pilhas, células cancerosas - baseados nas centenas de genes expressados e de presente das moléculas.

Uma surpresa

A única aproximação da pilha revelou algo que surpreendeu os pesquisadores: “Quando eu vi os dados, eu pensei, onde está o tumor?” Obermayer disse. A população de células estaminais de cancro no tumor era menos de um por cento extremamente pequeno- de todas as pilhas perfiladas no tecido. Devido a sua baixa abundância, investigação destas pilhas ainda depende pesadamente das suposições sobre os marcadores de superfície e é executado frequentemente em sistemas cultura-baseados pilha. Aqui, os autores podiam identificar as células estaminais de cancro directamente das amostras contínuas do tumor com sua única aproximação da pilha.

Além disso, a equipe podia prever a progressão dos tipos diferentes da pilha através das fases diferentes da revelação do tumor. Seu modelo sugere que as células estaminais de cancro emerjam das pilhas básicas cancerígenos, a seguir torna-se um outro subtipo antes finalmente de transformar-se uma população das pilhas similares às pilhas luminais, um tipo actual no normal, glândulas salivares saudáveis da pilha.

Esta progressão apoia a ideia que quando algo vai awry nas pilhas básicas deste modelo contínuo do tumor, estão provocados para transformar nas células estaminais de cancro, que podem então se transformar um tipo diferente de pilha. “O que eu encontrei que fascinando via claramente o pedido dos sinais e dos eventos, transitioning do ancestral às populações da descendência das células estaminais do cancro,” Praktiknjo disse.

Passos seguintes

Uma pesquisa mais adicional é exigida para verificar que as pilhas individuais estão transformando através destas fases, e para explorar as interacções celulares e moleculars que conduzem o crescimento do tumor. A equipe antecipa a aproximação que demonstraram aqui podem ser aplicados a outros tipos do cancro também.

A mim a introspecção conceptual principal é que nós podemos aplicar ideias da biologia desenvolvente baseada único-pilha reconstruir a progressão molecular do tumorigenesis.”

Professor Nikolaus Rajewsky, cabeça da biologia de sistemas do CDM do laboratório regulador dos elementos do gene e director científico do 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.