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L'étude jette la lumière neuve sur le rôle de la privation de l'oxygène à l'étude le développement du cancer

Une équipe d'université des chercheurs d'École de Médecine du Colorado récent publiés un papier offrant à analyse neuve dans le rôle que privation de l'oxygène, ou hypoxie, jeux à l'étude le développement du cancer.

Le membre Joaquin Espinosa, PhD de centre de lutte contre le cancer de CU, est le chercheur senior sur le papier, qu'il espère aidera à mener aux demandes de règlement plus visées pour le cancer.

Pour leur ce mois publié de papier dans les transmissions de nature de tourillon, Espinosa et le reste de l'équipe - ; Zdenek Andrysik, PhD ; Cintreuse de Heather, PhD ; et Matthew Galbraith, PhD - ; technologies génomiques de pointe utilisées pour tracer la réaction des cellules cancéreuses à l'hypoxie avec le petit groupe sans précédent, menant aux découvertes nouvelles au sujet de la façon dont les facteurs hypoxie-inductibles (HIFs) affectent les cellules cancéreuses et la croissance tumorale.

La discussion grande d'hypoxie

L'adaptation cellulaire à l'hypoxie est l'un des aspects principaux de la biologie de cancer, particulièrement dans des tumeurs solides.

« La plupart des tumeurs ne peuvent pas accroissement à moins qu'elles figurent à l'extérieur une voie d'induire la formation des vaisseaux sanguins neufs les fournir l'oxygène et d'autres éléments nutritifs, » Galbraith explique. « Ainsi, ce qui se produit à l'intérieur de des tumeurs solides est elles subissent des périodes intermittentes d'à faible teneur en oxygène entre les ronds de la formation neuve de vaisseau sanguin. »

La recherche antérieure s'est principalement concentrée sur l'effet à long terme de l'hypoxie sur la croissance tumorale, généralement la caractérisant comme l'introduction oncogène, ou de cancer. Cependant, d'autres études ont indiqué que les facteurs qui détectent l'hypoxie, connus sous le nom de facteurs inductibles d'hypoxie, ou HIFs, peuvent agir en tant qu'éliminateurs de croissance tumorale dans quelques réglages. Afin d'avancer l'inducteur au delà de cette polémique, Espinosa et collègues ont vérifié la réaction aiguë immédiate à l'hypoxie.

« Nous avons utilisé une technologie génomique tranchante que personne n'avait utilisée dans ce domaine avant qui nous a permis de voir ce qui arrive aux cellules cancéreuses en quelques minutes de les priver de l'oxygène, » Espinosa dit.

Cette technologie leur a permise de recenser des centaines de gènes hypoxie-inductibles activés sous peu sur la privation de l'oxygène, les « premiers répondeurs dans cette réponse cellulaire importante.

Puis, ils ont utilisé des approches de bio-informatique sur grand, publiquement - des ensembles de données procurables pour impliquer le fonctionnement de ces gènes hypoxie-inductibles sur des centaines de lignées cellulaires de cancer développées dans le laboratoire et des centaines d'échantillons de tumeur provenant des malades du cancer.

Ce qu'ils ont trouvé était que quand une cellule est privée de l'oxygène, sa première réaction est de cesser de s'élever afin de préserver ses éléments nutritifs et oxygène existants. Cela signifie en ce point, des causes d'hypoxie une réaction tumeur-suppressive, en grande partie en évitant la synthèse des protéines neuves. Il a lieu seulement après de plus longues périodes de l'hypoxie que les tumeurs commencent à se développer et à métastaser pendant que les cellules envahissent les tissus voisins à la recherche de l'oxygène.

Il y est eu beaucoup de discussion au sujet de si ces facteurs hypoxie-inductibles introduisent la croissance tumorale ou évitent la croissance tumorale. La conclusion que nous sommes venue à est que chacun était exacte à un degré. les facteurs Hypoxie-inductibles peuvent supprimer la croissance tumorale en évitant la synthèse des protéines dès l'abord, mais ils peuvent également avancer la croissance tumorale aux stades avancés en introduisant la capacité des cellules cancéreuses d'envahir les tissus voisins. Elle dépend de quand vous la regardez. »

Joaquin Espinosa, PhD, chercheur senior d'étude et membre, centre de lutte contre le cancer de CU

D'une manière primordiale, les mécanismes de l'élimination de tumeur et la promotion obtenue par HIFs sont favorables à l'intervention pharmacologique. L'élimination de tumeur est assistée par inhibition d'une enzyme connue sous le nom de mTOR, qui consécutivement peut être empêché par les médicaments procurables employés souvent dans les traitements du cancer. les « inhibiteurs de mTOR ont pu imiter les effets suppressifs de tumeur de HIFs, » Galbraith explique.

Le mécanisme de la promotion de tumeur, d'autre part, doit faire avec le besoin des cellules d'oxygène après une période étendue de l'hypoxie. Habituellement, nos cellules sont liées et en place par une structure appelée la matrice extracellulaire.

Cependant, après avoir été privé de l'oxygène pour un plus long laps de temps, le contact de HIFs sur un ensemble d'enzymes qui peuvent dégrader la matrice extracellulaire, permettant aux cellules cancéreuses d'échapper à la tumeur oxygène-déshéritée. Ceci a comme conséquence les cellules cancéreuses entrant dans la circulation sanguine et s'écartant précédemment aux tissus sains.

« Ces résultats mettent l'accent sur l'importance de développer des inhibiteurs des enzymes hypoxie-inductibles qui dégradent le collagène et d'autres composants de la matrice extracellulaire, » Espinosa dit.

Un plan neuf offre l'espoir pour des demandes de règlement visées

Espinosa et son équipe espèrent que leur recherche guidera le développement des futurs traitements qui peuvent améliorer les cellules cancéreuses d'objectif non seulement elles-mêmes, mais vise également les bons procédés en cellules cancéreuses à cette époque les bons moments.

Considérant que notre compréhension précédente a pu avoir abouti des chercheurs de cancer à essayer d'arrêter la réaction d'hypoxie totalement, la recherche de l'équipe de CU indique qu'il peut être préférable de la viser seulement par moments.

Les « gens avaient essayé de viser les facteurs hypoxie-inductibles avec la thérapeutique différente, mais cette recherche proposerait que vous puissiez vouloir exercer une certaine attention au sujet de quand vous appliquez ces la thérapeutique, que le HIFs peut être tumeur suppressive dans les stades précoces de l'hypoxie, » Galbraith donné dise.

« Puisque la réaction hypoxique peut être tumeur suppressive dans quelques contextes et oncogène dans d'autres contextes, ce n'est pas une bonne idée de publier une déclaration couvrante que nous devrions toujours essayer de la fermer, » Espinosa ajoute. « Au lieu, nous devrions penser à quel aspect de la réaction hypoxique à l'objectif, et à cela est l'aspect où l'hypoxie pilote l'invasion et la métastase. »

La recherche est également d'inauguration dans son mappage détaillé de la réaction hypoxique en cellules cancéreuses, qu'Espinosa dit était seulement possible utilisant des technologies neuves.

« Comment vous effectuez des découvertes neuves ? » Espinosa demande. « Bien, vous utilisez des technologies neuves et des instruments neufs, et c'est où le centre de lutte contre le cancer est toujours très de support, veillant que les moyens partagés ont les derniers instruments. »

Espinosa compte voir que des études complémentaires complémentaires des chercheurs employant le plan que son équipe a produit à l'avenir.

« Je dirais que c'est une amélioration définitive du mappage des événements précoces de l'hypoxie, » Espinosa dit. « Et la beauté de celle est qu'une fois que vous avez un bon plan du cordon, beaucoup de gens peuvent l'employer. »

Source:
Journal reference:

Andrysik, Z., et al. (2021) Multi-omics analysis reveals contextual tumor suppressive and oncogenic gene modules within the acute hypoxic response. Nature Communications. doi.org/10.1038/s41467-021-21687-2.