211service.com
Hoe het syndroom van Down kanker stopt?
Al tientallen jaren weten wetenschappers dat mensen met het syndroom van Down, die een extra kopie van chromosoom 21 hebben, bepaalde vormen van kanker dramatisch lager krijgen dan normaal. Nu, deels door gebruik te maken van stamcellen die zijn afgeleid van de huid van een persoon met het syndroom van Down, hebben onderzoekers van Kinderziekenhuis Boston hebben het gen geïdentificeerd dat ten grondslag lijkt te liggen aan het kankerbeschermende effect.
Honger naar bloed: Met behulp van aangepaste stamcellen toonden onderzoekers aan dat het syndroom van Down beschermt tegen kanker door te voorkomen dat tumoren hun eigen bloedvaten vormen. De tumor aan de bovenkant werd voortgebracht door stamcellen afkomstig van een persoon met het syndroom van Down. Het heeft een aanzienlijk kleiner netwerk van bloedvaten (rood) dan de tumor op de bodem, die werd gegenereerd door stamcellen afkomstig van een chromosomaal normaal individu.
De onderzoekers zeggen dat de resultaten van hun studie, die vandaag werden gepubliceerd in Natuur , kan wijzen op een veelbelovend nieuw doelwit voor toekomstige kankerbehandelingen. En volgens stamcelbiologen wijst het werk ook op een groeiende trend in het veld: het gebruik van ziektespecifieke stamcellen niet als therapie, maar eerder als modellen voor het begrijpen van bepaalde genetische aandoeningen.
Stamcellen kunnen nuttig zijn, niet alleen omdat je ze neemt en transplanteert, zegt Evan Snyder , directeur van het programma voor stamcellen en regeneratieve geneeskunde aan het Burnham Institute for Medical Research in San Diego. Ze zijn nuttig als modellen van ziekte die andere soorten therapieën onthullen. Snyder was niet betrokken bij de nieuwe studie.
Wijlen Juda Folkman , een kankeronderzoeker die bekend staat om zijn pionierswerk met het idee dat het blokkeren van angiogenese - de groei van nieuwe bloedvaten - kan voorkomen dat tumoren gedijen, veronderstelde dat de lagere kankerpercentages die verband houden met het syndroom van Down mogelijk te wijten zijn aan anti-angiogenese-genen op het 21e chromosoom. Dus Sandra Ryeom, een lid van de Folkman Laboratorium in het Vascular Biology Program in het Children's Hospital, gericht op een regio op chromosoom 21 waarvan bekend is dat deze codeert voor een regulator van de groei van bloedvaten, DSCR1 genaamd.
Bij chromosomaal normale muizen zijn de standaard twee exemplaren van de Dscr1 gen produceren net genoeg eiwit om te helpen bij de normale groei van bloedvaten, maar niet genoeg om de overbelasting van angiogenese te stoppen die wordt veroorzaakt door een zich ontwikkelende tumor. Maar bij muizen met een kunstmatige versie van het syndroom van Down (en dus een derde exemplaar van de Dscr1 gen), ontdekte Ryeom dat het overschot aan DSCR1-eiwit abnormale angiogenese - en de resulterende tumorproliferatie - onder controle hield.
Terwijl Ryeom en haar collega's vermoeden dat DSCR1 samenwerkt met een handvol andere chromosoom 21-genen, bevestigden ze dat het eiwit een centrale rol speelt bij tumoronderdrukking. Een derde exemplaar van de Dscr1 gen alleen was voldoende om kankervorming bij verder normale muizen te onderdrukken, hoewel niet in dezelfde mate als bij de muizen met het syndroom van Down.
Om te bevestigen dat het gen relevant is voor kanker bij de mens, hebben Ryeom en haar collega's een aangepaste lijn van stamcellen gemaakt van huidcellen van een persoon met het syndroom van Down. Met behulp van een relatief nieuwe techniek, genaamd geïnduceerde pluripotente stam (iPS) celherprogrammering, kunnen onderzoekers specifieke genen in gedifferentieerde volwassen cellen tot expressie brengen en ze terugbrengen naar een eerdere ontwikkelingsstaat, waar ze in staat zijn om veel verschillende celtypes te veroorzaken.
Menselijke iPS-cellen bieden een handig middel om de groei van kanker te bestuderen. Geïnjecteerd in muizen met een gecompromitteerd immuunsysteem, genereren ze chaotische maar goedaardige tumoren die uit vele soorten weefsel bestaan. Toen de onderzoekers iPS-cellen injecteerden die afkomstig waren van een chromosomaal normaal individu, brachten de resulterende tumoren uitgebreide netwerken van bloedvaten voort om zichzelf te voeden. Maar toen het team van Ryeom iPS-cellen injecteerde die afkomstig waren van een patiënt met het syndroom van Down, vormden de tumoren nauwelijks bloedvaten.
Bovendien zou de stamcelbenadering de onderzoekers in staat kunnen stellen om andere potentiële anti-angiogene eiwitten op chromosoom 21 in te schatten door het aantal genkopieën in de iPS-cellen aan te passen. We kunnen in principe in kaart brengen welke genen nodig zijn in menselijke cellen met het syndroom van Down om de groei van bloedvaten te blokkeren, zegt Ryeom. De iPS-cellen kunnen ook worden gebruikt om potentiële DSCR1-achtige medicijnen te testen.
Het idee om een muismodel van ziekte te kunnen combineren met echte menselijke cellen in cultuur is erg aantrekkelijk, zegt Jeanne Loring , directeur van het Center for Regenerative Medicine van het Scripps Research Institute in La Jolla, CA, die niet betrokken was bij het onderzoek. Het is echt een grote stap voorwaarts.
Nu Ryeom en haar collega's het belang van de DSCR1-route bij het blokkeren van tumoren hebben aangetoond, testen de onderzoekers het als een potentieel doelwit voor kankermedicijnen. Door het eiwit in kleine stukjes te hakken, hebben ze de kleinste brok geïdentificeerd die nodig is om de abnormale groei van bloedvaten te verstoren. Ryeom ziet het gebruik van die brok niet alleen als een behandeling voor kanker, maar misschien ook als een profylactisch middel. Als we dit als een soort preventieve, vitamine-achtige therapie zouden kunnen beschouwen, zou het ons allemaal verhinderen om tumorcellen te laten groeien, speculeert ze. in deze enorme, dodelijke massa?
Debabrata Mukhopadhyay , een professor in biochemie en moleculaire biologie aan het Mayo Clinic Cancer Center in Rochester, MN, adviseert voorzichtigheid. Hij zegt dat, omdat de rol van DSCR1 in de normale ontwikkeling nog niet goed wordt begrepen, spelen met zijn biologische route onbedoelde gevolgen kan hebben. Hij is echter optimistisch dat de nieuwe studie onderzoekers zal helpen dat mechanisme te ontcijferen.
Als er een duidelijk verschil is tussen het effect van DSCR1 op pathologische versus fysiologische angiogenese, moet dat worden opgelost, zegt Mukhopadhyay. Maar dit is een zeer belangrijke manier om te zoeken naar anti-angiogene therapie.