logo

Пользовательского поиска

Tuesday 20th of November 2018

Раковыми стволовыми клетками не рождаются, ими становятся

Печать E-mail
Рейтинг пользователей: / 0
ХудшийЛучший 
Актуальные темы - Стволовые клетки
Автор: Administrator   
28.08.2011 14:49

Директор Института Бродов Эрик Лэндер (Eric Lander)

Директор Института Бродов Эрик Лэндер (Eric Lander). (Фото: news.harvard.edu)


Популяции клеток раковых опухолей неоднородны: они больше похожи на сложные сообщества – каждое с уникальным балансом типов раковых клеток, играющих разные роли. Понимание этой «социальной структуры» жизненно важно для клинической терапии, так как различные типы клеток чувствительны к разным лекарственным препаратам. Общепринятая на сегодня теория состоит в том, что опухоль – это иерархическое сообщество, в котором все раковые клетки происходят от особых самообновляющихся раковых стволовых клеток. Эта точка зрения предполагает, что для уничтожения всей раковой опухоли достаточно уничтожения раковых стволовых клеток.


Однако новые данные, полученные учеными из Института Бродов (The Eli and Edythe Broad Institute) Массачусетского технологического Института (Massachusetts Institute of Technology, MIT) и Гарвардского университета (Harvard University) и Института Вайтхеда (Whitehead Institute for Biomedical Research), указывают на то, что опухоль – гораздо более децентрализованное сообщество, в котором возможны переходы раковых клеток из одного типа в другой. Эти результаты имеют потенциальное значение для лечения опухолей, указывая, в частности, на то, что для борьбы с раком недостаточно атак только на раковые стволовые клетки.

Чтобы показать, как раковые опухоли сохраняют свой уникальный баланс клеток, ученые использовали как экспериментальные данные, так и математическое моделирование. Результаты исследования опубликованы в журнале Cell.

 

Пийуш Гупта (Piyush Gupta), PhD.

 

Пийуш Гупта (Piyush Gupta), PhD.

(Фото: Justin Knight, Whitehead)

 

 

 

«Мы хотели понять, каким образом раковые клетки стабильно поддерживают характерное соотношение этих различных состояний в течение длительных периодов времени», - комментирует цель работы сотрудник Института Вайтхеда и доцент кафедры биологии MIT Пийуш Гупта (Piyush Gupta), PhD, первый автор статьи. Лучшее понимание механизмов контроля над этим балансом могло бы дать более четкое представление о природе рака на клеточном уровне.

Общепринятой точкой зрения является, что в опухолях существуют раковые стволовые клетки, которые ведут себя так же, как стволовые клетки в нормальных тканях, то есть находятся на верхней ступеньке иерархической лестницы клеточных типов, давая начало как увеличивающемуся количеству раковых стволовых клеток, так и дочерним клеткам других типов.

«Считается, что единственный способ существования стволовых клеток – это самообновление. Наша работа говорит о том, что такая аналогия может быть неверна», - говорит профессор биологии MIT Эрик Лэндер (Eric Lander), директор Института Бродов, старший автор статьи в Cell.

Новая работа предполагает альтернативную возможность: состояние раковых клеток совсем не является фиксированным, в любой данный момент времени они существуют в одном из нескольких возможных фенотипических «состояний» и могут переходить из одного состояния в другое. В отличие от традиционной однонаправленной иерархии раковых стволовых клеток в этой новой альтернативной модели более дифференцированные нестволовые клетки могут вернуться в состояние, близкое к состоянию стволовой клетки.

 

Профессор Эрик Лэндер

 

Профессор Эрик Лэндер. (Фото: Maria Nemchuk, Broad Institute)

 

 

 

«Это вообще не иерархическое общество», - утверждает профессор Лэндер. «Клетки рождаются не в средневековой гильдии, они могут менять работу».

Экспериментируя с культивируемыми в лаборатории линиями раковых клеток, ученые заметили, что не только солидные раковые опухоли имеют тенденцию к определенным соотношениям клеточных состояний, но и в клеточных линиях in vitro устанавливается определенный баланс, или устойчивое равновесие.

Чтобы определить, как рак поддерживает определенный баланс клеток, исследователи изучили две различные клеточные линии рака молочной железы и рассмотрели три различных состояния клеток, соответствующие нормальным типам эпителиальных клеток молочной железы, известным как базальные, люминальные и стволоподобные клетки.

Рассортировав клетки по типам, ученые выращивали эти относительно чистые популяции в течение шести дней. Каждая из трех популяций быстро вернулась к исходному балансу – в популяциях из нестволовых клеток появились новые стволоподобные клетки. «Даже в относительно чистых популяциях быстро достигается исходный баланс», - комментирует результаты Лэндер.

Возвращение к исходному сбалансированному соотношению происходит настолько быстро, что его нельзя объяснить разницей в скорости роста различных типов клеток. Оно может быть связано только с изменением состояния клеток внутри субпопуляции.

 

Субпопуляции клеток раковой опухоли, отсортированные по определенному фенотипическому состоянию, с течением времени возвращаются к их исходному устойчивому соотношению.  Эти наблюдения могут быть объяснены с помощью модели Маркова, согласно которой  клетки  стохастически переходят из одного состояния в другое. Модель прогнозирует, что при определенных условиях любая субпопуляция клеток  с течением времени возвращается к сбалансированному фенотипическому соотношению, при этом раковые стволовые клетки молочной железы появляются de novo из клеток, не являющихся стволовыми.

Субпопуляции клеток раковой опухоли, отсортированные по определенному фенотипическому состоянию, с течением времени возвращаются к их исходному устойчивому соотношению. Эти наблюдения могут быть объяснены с помощью модели Маркова, согласно которой клетки стохастически переходят из одного состояния в другое. Модель прогнозирует, что при определенных условиях любая субпопуляция клеток с течением времени возвращается к сбалансированному фенотипическому соотношению, при этом раковые стволовые клетки молочной железы появляются de novo из клеток, не являющихся стволовыми. (Рис. Cell)


Авторы показали, что этот процесс можно смоделировать – и точно предсказать – с помощью математического аппарата, называемого моделью Маркова, в котором клетки изменяют свое состояние независимо друг от друга. Хотя процесс полностью децентрализован, он быстро возвращается к исходному устойчивому равновесию.

В отличие от традиционной односторонней точки зрения на раковые стволовые клетки результаты этого исследования предоставляют убедительные доказательства правильности альтернативного взгляда на раковые клетки и раковые стволовые клетки как на гибкие и способные изменять свое состояние структуры.

 

Ткань молочной железы с раковыми стволовыми клетками (показаны красным).

 

Ткань молочной железы с раковыми стволовыми клетками (показаны красным). (Фото: newswise.com)

 

 

 

Модель также определяет количественные рамки, позволяющие предсказывать эффекты генетических возмущений, потенциальных терапевтических вмешательств и других внешних давлений на популяции раковых клеток.

Теперь ученые должны проверить, обладают ли такими же свойствами опухолевые клетки, растущие в организме пациентов, а также понять клеточные механизмы, посредством которых клетки могут изменять свое состояние.

 

 

По материалам

Cancer stem cells made, not born

 

Оригинальная статья:

Piyush B. Gupta, Christine M. Fillmore, Guozhi Jiang, Sagi D. Shapira, Kai Tao, Charlotte Kuperwasser, Eric S. Lander. Stochastic State Transitions Give Rise to Phenotypic Equilibrium in Populations of Cancer Cells

 

© «Раковыми стволовыми клетками не рождаются, ими становятся». Полная или частичная перепечатка материала разрешается при обязательной незакрытой от индексации, незапрещенной для следования робота активной гиперссылке на страницу Стволовые клетки. Письменное разрешение обязательно.

 

 

Еще о стволовых клетках


Из стволовых клеток впервые получены функциональные сперматозоиды

«Внетелесный опыт» стволовых клеток может решить основную проблему аллогенных трансплантаций

Почему человеческое сердце потеряло способность к регенерации?

Лазерное облучение костного мозга стимулирует стволовые клетки и снижает образование рубцовой ткани после инфаркта

Потенциально летальные побочные эффекты терапии стволовыми клетками можно устранить

Первое успешное переливание эритроцитов, полученных из собственных гемопоэтических стволовых клеток донора

Впервые созданы гаплоидные эмбриональные стволовые клетки млекопитающего

Большие межгенные некодирующие РНК активно участвуют в судьбе эмбриональных стволовых клеток

В спинном мозге обнаружены клетки радиальной глии с функцией нейральных стволовых клеток

Ученые перевели назад часы старения взрослых стволовых клеток

 

 

и о раковых стволовых клетках


Ученые считают существование раковых стволовых клеток доказанным

Найден ген, определяющий развитие меланомы

Раковые стволовые клетки: новый источник?

Существуют ли раковые стволовые клетки?

Первая в мире управляемая химическая ракета для доставки умной бомбы - ответ раковым стволовым клеткам

 

 

Related Articles:
 

Vinaora Visitors Counter

mod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_counter
mod_vvisit_counterToday673
mod_vvisit_counterYesterday982
mod_vvisit_counterThis week3172
mod_vvisit_counterLast week6784
mod_vvisit_counterThis month16858
mod_vvisit_counterLast month40524
mod_vvisit_counterAll days4185888

We have: 79 guests, 1 bots online
Your IP: 54.235.48.106
 , 
Today: Ноя 20, 2018

RSS

Новое на LST

Работает на Joomla!. Valid XHTML and CSS.