211service.com
Nieuwe kankermarker kan helpen bij eerdere detectie
Vergeleken met hun gezonde neven, zijn kankercellen een chaotische puinhoop, vaak met extra chromosomen, abnormale vormen en andere vreemde eigenschappen. Nu hebben wetenschappers een vreemde eigenschap ontdekt die uniek lijkt te zijn voor kankercellen: lange stukken repetitief RNA, ook wel satellieten genoemd. Voorlopig onderzoek suggereert dat de satellieten vroeg in de ontwikkeling van kanker verschijnen, een bevinding die uiteindelijk kan helpen bij vroege detectie.
Vroege waarschuwing: Kankercellen bevatten hoge concentraties repetitieve stukken RNA die bekend staan als satellieten (de donkere vlek aangegeven door een pijl in de onderste afbeelding), terwijl gezonde cellen (boven) dat niet doen.
Het is een zeer interessante en provocerende bevinding, zegt Stuart Orkin , voorzitter van kinderoncologie bij het Dana-Farber Cancer Institute, die niet betrokken was bij het onderzoek. Het suggereert grootschalige veranderingen in genexpressie in kankercellen die voorheen niet werden herkend. Het geeft aan hoe chromatine [de massa van DNA en eiwitten waaruit chromosomen bestaan] en genexpressie in kankercellen op een globale manier gestoord zijn.
David Ting, Daniel Haber , en medewerkers van het Massachusetts General Hospital ontdekten de markers per ongeluk terwijl Ting RNA van tumorcellen bestudeerde. Het DNA dat codeert voor genen wordt normaal gesproken getranscribeerd in RNA, dat vervolgens wordt vertaald in eiwitten. Ting was verbaasd over het verschijnen van RNA-moleculen waarvan de sequentie niet overeenkwam met genen. Hij ontdekte dat de sequenties in plaats daarvan overeenkwamen met satellieten, stukken repetitief DNA die in RNA worden getranscribeerd maar nooit in eiwitten worden vertaald.
We waren verrast toen we ontdekten dat [de satellieten] in overvloedige hoeveelheden tot expressie worden gebracht in tumorweefsel in vergelijking met normaal weefsel, zegt Ting. Vervolgtesten in zowel muis- als menselijk kankerweefsel onthulden hoge niveaus van satellieten in verschillende soorten tumoren, waaronder long-, nier-, eierstok-, prostaat- en pancreaskanker.
Dit is een fascinerende bevinding omdat er geen precedent is voor het vinden van een enkele klasse [DNA] die uniform tot overexpressie wordt gebracht in verschillende soorten kanker, zegt Bert Vogelstein , hoogleraar oncologie en pathologie aan het Sidney Kimmel Comprehensive Cancer Center aan de Johns Hopkins University. Het lijkt waar te zijn bij vrijwel elke vorm van kanker waar ze naar keken.
Hoewel wetenschappers al jaren het bestaan van satellietherhalingen in het genoom kennen - ze maken ongeveer vijf procent van het genoom uit - is de rol die ze spelen in gezonde cellen nog steeds onduidelijk. Lange tijd hebben mensen het genegeerd, omdat ze dachten dat het resterend DNA was, zegt Ting. In feite is de meeste software die wordt gebruikt om DNA-sequenties te analyseren, ontworpen om deze stukken uit hun analyse te verwijderen, zegt hij.
Wetenschappers weten wel dat satellieten tot expressie komen tijdens de ontwikkeling van de foetus, en men denkt dat ze de chromosomen helpen om normaal te delen. Die gelijkenis tussen kankercellen en embryonale cellen - beide kunnen zich uitgebreid vermenigvuldigen - kan wijzen op de rol die satellieten spelen bij kanker. Op de een of andere manier heeft kanker een manier gevonden om achteruit te gaan, om een programma vanaf het begin van de ontwikkeling te kapen voor kwaadwillend gebruik, zegt Ting.
Onderzoekers weten echter nog niet of satellieten een centrale rol spelen bij de ontwikkeling van kanker of slechts een ander kwaadaardig proces weerspiegelen. Het kan analoog zijn aan bijvoorbeeld prostaatspecifiek antigeen (PSA), dat in hoge concentraties wordt aangetroffen in prostaatkankercellen, maar geen rol speelt bij kanker. Hoe dan ook, ze hopen dat de zich herhalende sequenties een nieuwe biomarker zullen opleveren voor de diagnose van kanker.
Als wetenschappers bevestigen dat satellietexpressie alleen sterk geconcentreerd is in kankercellen in volwassen weefsel, kunnen ze kanker nauwkeurig diagnosticeren uit zeer kleine hoeveelheden weefsel, zoals de cellen die zijn verzameld tijdens naaldbiopten. Het team van Ting heeft al enkele eerste tests gedaan op cellen die zijn verzameld in naaldbiopten van alvleesklierkanker. Met een fluorescerende moleculaire sonde die is ontworpen om zich aan de satellieten te binden, kun je kankercellen zien oplichten, terwijl niet-kankercellen dat niet doen, zegt Ting. Momenteel analyseren pathologen cellen voornamelijk op basis van hun uiterlijk onder de microscoop, en hun beoordeling kan sterk variëren.
Het team van Ting vond ook hoge concentraties satellieten in een type precancereuze cel die voorafgaat aan alvleesklierkanker. Dat betekent dat satellieten relatief vroeg in de ontwikkeling van kanker worden ingeschakeld, zegt Ting. Als dat zo is, hoopt hij dat ze kunnen worden gebruikt om kanker vroeg op te sporen. Nu proberen we een beeld te krijgen van het landschap. Bij welk percentage van de andere vormen van kanker komt dit fenomeen voor? Het lijkt veel voor te komen, maar we hebben geen cijfers.
Onderzoekers zeggen dat ze deze ontdekking gedeeltelijk konden doen vanwege het type sequencer dat ze gebruikten - een van Helicos Biosciences die afzonderlijke DNA- en RNA-moleculen leest, stelde wetenschappers in staat het aantal RNA-moleculen in de monsters te tellen. De meeste andere sequencers op de markt moeten de onderzochte RNA- of DNA-moleculen repliceren voordat ze worden gesequenced.
Ting zegt te hopen dat andere wetenschappers zullen gaan zoeken naar satellieten in hun eigen monsters. We denken dat dit een eerste stap is naar een nieuw onderzoeksgebied voor kanker, zegt hij.