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Lo studio fa il nuovo indicatore luminoso sul ruolo della privazione dell'ossigeno nello sviluppo del cancro

Un gruppo dell'università di ricercatori della scuola di medicina di colorado recentemente ha pubblicato un documento che offre la nuova comprensione nel ruolo che privazione dell'ossigeno, o ipossia, giochi nello sviluppo del cancro.

Il membro Joaquin Espinosa, PhD del centro del Cancro del CU, è il ricercatore senior sul documento, che spera contribuirà a piombo ai trattamenti mirati a per cancro.

Per il loro documento pubblicato questo mese nelle comunicazioni della natura del giornale, in Espinosa e nel riposo del gruppo -; Zdenek Andrysik, PhD; Piegatrice dell'erica, PhD; e Matthew Galbraith, PhD -; tecnologie avanzate usate di genomica per mappare la risposta delle cellule tumorali ad ipossia con il dettaglio senza precedenti, piombo alle scoperte novelle circa come i fattori ipossia-viscoelastici (HIFs) pregiudicano le cellule tumorali e la crescita del tumore.

Il grande dibattito di ipossia

L'adattamento cellulare ad ipossia è uno degli aspetti fondamentali di biologia del cancro, particolarmente in tumori solidi.

“La maggior parte dei tumori non possono la crescita a meno che capiscano un modo indurre la formazione di nuovi vasi sanguigni a fornire loro ossigeno ed altre sostanze nutrienti,„ Galbraith spiega. “Così, che cosa accade dentro dei tumori solidi è subiscono i periodi intermittenti di ossigeno basso fra i giri di nuova formazione del vaso sanguigno.„

La ricerca passata soprattutto ha messo a fuoco sull'effetto a lungo termine di ipossia sulla crescita del tumore, generalmente caratterizzandola come promozione del cancro o e oncogena. Tuttavia, altri studi hanno indicato che i fattori che percepiscono l'ipossia, conosciuti come i fattori viscoelastici di ipossia, o HIFs, possono fungere da soppressori della crescita del tumore in alcune impostazioni. Per avanzare il campo oltre questa controversia, Espinosa ed i colleghi hanno studiato la risposta acuta immediata ad ipossia.

“Abbiamo impiegato una tecnologia di avanguardia di genomica che nessuno aveva impiegato prima in materia che ha permesso che noi vedessimo che cosa accade alle cellule tumorali in pochi minuti di privazione loro dell'ossigeno,„ Espinosa dice.

Questa tecnologia ha permesso loro di identificare le centinaia di geni ipossia-viscoelastici attivati presto sopra la privazione dell'ossigeno, “i primi radar-risponditore„ in questa risposta cellulare importante.

Poi, hanno impiegato gli approcci di calcolo di biologia su grande, - gruppi di dati disponibili per arguire pubblicamente la funzione di questi geni ipossia-viscoelastici sulle centinaia di linee cellulari del cancro sviluppate in laboratorio e sulle centinaia di campioni del tumore dai malati di cancro.

Che cosa hanno trovato era che quando una cella è privata di ossigeno, la sua prima reazione è di smettere di crescere per conservare le sui sostanze nutrienti ed ossigeno attuali. Quello significa a questo punto, cause di ipossia una reazione tumore-soppressiva, principalmente impedendo la sintesi di nuove proteine. Ha luogo solo dopo i periodi più lunghi di ipossia che i tumori cominciano svilupparsi e riprodurrsi per metastasi mentre le celle invadono i tessuti vicini alla ricerca di ossigeno.

C'è stato molto dibattito circa se questi fattori ipossia-viscoelastici promuovono la crescita del tumore o impediscono la crescita del tumore. La conclusione che siamo venuto a è che ognuna era giusta ad un grado. i fattori Ipossia-viscoelastici possono sopprimere la crescita del tumore impedendo la sintesi delle proteine nella fase iniziale, ma possono anche avanzare la crescita del tumore agli stadi avanzati promuovendo la capacità delle cellule tumorali di invadere i tessuti vicini. Dipende da quando state esaminandola.„

Joaquin Espinosa, PhD, ricercatore senior di studio e membro, centro del Cancro del CU

D'importanza, i meccanismi di soppressione del tumore e la promozione suscitata da HIFs sono favorevoli ad intervento farmacologico. La soppressione del tumore è mediata tramite inibizione di enzima conosciuto come mTOR, che a loro volta può essere inibito dalle droghe disponibili usate spesso nelle terapie del cancro. “gli inibitori del mTOR hanno potuto imitare gli effetti soppressivi del tumore di HIFs,„ Galbraith spiega.

Il meccanismo della promozione del tumore, d'altra parte, riguarda l'esigenza delle cellule di ossigeno dopo un periodo esteso di ipossia. Solitamente, le nostre celle sono tenute insieme e sul posto da una struttura chiamata la matrice extracellulare.

Tuttavia, dopo la privazione dell'ossigeno per un lasso di tempo più lungo, l'opzione di HIFs su un insieme degli enzimi che possono degradare la matrice extracellulare, permettendo che le cellule tumorali sfuggano al tumore ossigeno-sfavorito. Ciò provoca le cellule tumorali che entrano nella circolazione sanguigna e che si spargono ai tessuti precedentemente sani.

“Questi risultati sottolineano l'importanza di sviluppare gli inibitori degli enzimi ipossia-viscoelastici che degradano il collageno ed altre componenti della matrice extracellulare,„ Espinosa dice.

Una nuova mappa offre la speranza per i trattamenti mirati a

Espinosa ed il suo gruppo sperano che la loro ricerca guidi lo sviluppo delle terapie future che possono migliorare le cellule tumorali stesse dell'obiettivo non solo, ma egualmente miri ai giusti trattamenti in cellule tumorali ai momenti giusti.

Considerando che la nostra comprensione precedente può piombo i ricercatori del cancro provare ad interrompere la risposta di ipossia complessivamente, la ricerca del gruppo del CU indica che può essere preferibile mirarle soltanto in certi periodi.

“La gente sta provando a mirare ai fattori ipossia-viscoelastici con terapeutica differente, ma questa ricerca suggerirebbe che poteste volere esercitare una certa avvertenza circa quando applicate quel la terapeutica, dato che il HIFs potesse essere tumore soppressivo nelle fasi iniziali di ipossia,„ Galbraith diceste.

“Poiché la risposta hypoxic può essere tumore soppressivo in alcuni contesti ed oncogeno in altri contesti, non è una buona idea pubblicare un'istruzione generale che dovremmo provare sempre a chiuderla giù,„ Espinosa aggiunge. “Invece, dovremmo pensare a che aspetto della risposta hypoxic all'obiettivo ed a quello è l'aspetto dove l'ipossia determina l'invasione e la metastasi.„

La ricerca è egualmente approfondita nella sua mappatura dettagliata della risposta hypoxic in cellule tumorali, che Espinosa dice era soltanto possibile facendo uso delle nuove tecnologie.

“Come fate le nuove scoperte?„ Espinosa chiede. “Bene, utilizzate le nuove tecnologie ed i nuovi strumenti e quello è dove il centro del Cancro è sempre molto complementare, assicurandosi che le risorse comuni abbiano gli ultimi strumenti.„

Espinosa pensa vedere che studi di approfondimento dai ricercatori che usando la mappa il suo gruppo ha creato in futuro.

“Direi che questo è un miglioramento definitivo nella mappatura degli eventi iniziali di ipossia,„ Espinosa dice. “E la bellezza di quella è che una volta che che avete una buona mappa dello sbarco, molta gente può usarla.„

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.