Wie man eine schlafende Krebszelle aufweckt - und warum man das möchte

Kent Hovind - Seminar 2 - The Garden of Eden [MULTISUBS] (Juli 2019).

Anonim

Krebszellen, die im Skelett "schlummern", können durch Veränderungen des Knochens, der sie umgibt, geweckt oder schlummern gelassen werden, haben australische Wissenschaftler gezeigt. In einer Weltneuheit haben Forscher des Garvan-Instituts für medizinische Forschung mithilfe modernster Mikroskopietechniken beobachtet, wie Krebszellen über einen Zeitraum von Monaten in lebendem Knochen schlafen. Sie zeigen, dass Krebszellen "aufgeweckt" werden können, wenn Knochengewebe um sie herum abgebaut wird, was neue Möglichkeiten zur Behandlung von metastatischem Krebs im Knochen nahe legt.

Bei verschiedenen Krebsarten (einschließlich Brust und Prostata) können sich Krebszellen von der ursprünglichen Tumorstelle in Knochen ausbreiten. Dort angekommen, lassen sie sich "auf lange Sicht" nieder, bleiben Monate oder sogar Jahre inaktiv. Schließlich können einige dieser Zellen "aufwachen" und sich zu teilen beginnen, wobei sie sekundäre Krebserkrankungen (oder Metastasen) im Knochen bilden und die Prognose von Krebspatienten dramatisch verschlechtern.

"Sobald sich ein Krebs auf Knochen ausbreitet, wird es schwierig, ihn zu behandeln", sagt Professor Peter Croucher, Leiter der Garvan-Abteilung für Knochenbiologie und leitender Forscher der Studie. "Es ist also wichtig genau festzustellen, was diese Zellen im Knochen wecken. Ist es ein Signal in den Zellen selbst oder ist es eine Veränderung in ihrer Umgebung?

"Man könnte es vergleichen, wie wir morgens selbst aufwachen. Einige von uns wachen natürlich auf, aber andere brauchen ein externes Signal, sei es ein Wecker oder Sonnenschein, der durch das Fenster strömt."

Das Forscherteam wollte herausfinden, welches Szenario für Krebszellen im Knochen gilt. Ihre Forschungsergebnisse werden heute in der führenden Fachzeitschrift Nature Communications veröffentlicht.

Mit einer bahnbrechenden Technik namens intravitale Zwei-Photonen-Mikroskopie verfolgten die Forscher das Schicksal schlafender Krebszellen in der Tibia (dem Hauptknochen im langen Teil des Beins) einer lebenden Maus. Sie führten Zellen aus dem multiplen Myelom (einem Krebs von Blutzellen, die im Knochen entstehen) in die Maus ein und beobachteten, wie eine kleine Anzahl der Zellen in der Tibia lag und "in den Schlaf ging". Diese verschwindend seltenen Schlafzellen konnten nachgewiesen werden, da sie einen Fluoreszenzfarbstoff enthielten, der durch die Teilung von (Wach-) Zellen schnell verloren ging.

Dr. Tri Phan, der die Studie leitete, sagt: "Weil wir einen langen Knochen wie eine Tibia (und nicht den Schädel, der häufiger untersucht wird) betrachten, könnten wir dieselben Krebszellen im Schlaf beobachten Knochen, in der gleichen Maus, über einen langen Zeitraum - und das ist etwas, das vorher nicht getan wurde. "

Prof. Croucher sagt, dass das Studieren derselben Zellen über einen Zeitraum von Monaten wichtige Hinweise darauf gab, wodurch sie reaktiviert wurden. "Weil wir es so gemacht haben, können wir zeigen, dass es sehr viele ruhende Zellen gibt - doch nur einige von ihnen werden aufgeweckt, und diejenigen, die aufwachen, wachen zu verschiedenen Zeiten auf. Wir haben sogar einige Zellen gesehen, die damals erwachten ging wieder schlafen.

"Die Tatsache, dass diese Myelomzellen sich so unterschiedlich verhalten, obwohl sie von der gleichen Krebszelllinie stammen, gab uns den ersten Hinweis, dass es ein Signal von außerhalb der Zellen ist, das kontrolliert, wenn sie aufwachen."

Die nächste Herausforderung bestand darin, die genaue Art des "Weckrufs" aus Knochen herauszuarbeiten. Dr. Michelle McDonald, eine Knochenbiologin des Forschungsteams, sagt: "In dieser Studie haben wir gezeigt, dass der dynamische Auf- und Abbauprozess von Knochen Signale an Krebszellen senden kann, um zu schlafen oder zu wachen.

"Zellen, die als" Osteoblasten "bekannt sind, tragen bekanntermaßen zum Aufbau neuer Knochen bei, während" Osteoklasten "-Zellen Knochen abbauen.

"Wir konnten zeigen, dass Myelomzellen normalerweise durch eine enge Verbindung mit einer Schicht osteoblastenähnlicher Zellen, so genannte knochenauskleidende Zellen, im Endosteum (einer inneren Oberfläche innerhalb des Knochens) eingeschlafen werden. Die knochenauskleidenden Zellen sind im Wesentlichen inaktiv Daher können wir uns eine ruhige Umgebung vorstellen, in der Myelomzellen ungestört schlafen.

"Entscheidend ist, dass wir diese Myelomzellen durch die Aktivierung von Osteoklasten, die das Knochengewebe abbauen, aufwecken können. Wir denken, dass die Osteoklasten die lokale Umgebung der Krebszellen verändern und sie dabei aufwecken - als ob sie sie buchstäblich rausschmeißen würden Bett.

"Wir wissen, dass der Knochenumbau in uns allen vor sich geht - so könnte eine Myelomzelle im Wesentlichen zufällig aufgeweckt werden, indem ihre lokale Umgebung durch Osteoklasten umgestaltet wird. Im Wesentlichen könnte eine Krebszelle dadurch geweckt werden, dass sie sich am falschen Ort befindet zur falschen Zeit. "

Was bedeutet dies für die Behandlung von sekundären Krebserkrankungen im Knochen? Prof. Croucher sagt: "Jetzt können wir sehen, dass die Krebszellen durch Veränderungen im umgebenden Knochen geweckt werden, wir können auf ganz neue Weise über die Behandlung von Knochenmetastasen nachdenken - und es gibt insbesondere zwei Behandlungsansätze, die vielversprechend sind.

"Erstens können wir den Abbau von Knochen durch Osteoklasten hemmen, um Krebszellen im Langzeitschlaf zu halten. Tatsächlich gibt es bereits Medikamente wie Bisphosphonate (zum Schutz von Knochen bei Osteoporose-Patienten)), und es gibt bereits Hinweise darauf, dass diese Medikamente das Überleben bei Brustkrebspatientinnen verbessern.

"Die andere, radikalere Option besteht darin, das Gegenteil zu tun - die schlafenden Zellen durch Aktivierung von Osteoklasten zu wecken und den Abbau von Knochen voranzutreiben. Die meisten Krebstherapien zielen auf aktive, sich teilende Zellen ab, so dass die schlafenden Zellen für diese Therapien empfänglich werden - und letztlich könnte jede verbleibende Krankheit ausmerzen. "