Исследователи института обнаружили новые идеи о том, как клетки теряют нормальный контроль над ростом и становятся раковыми, что приводит к быстрому расширению опухоли.
Полученные данные могут помочь исследователям предсказать, как раковые клетки реагируют на химиотерапию и улучшают наше понимание того, как развивается онкология.
Опубликовано в журнале Cell Cycle, исследование проводилось доктором Ким Фам и профессором Филом Ходжкиным.
Разрушение догмы клеточного цикла
Репликация клеток - это нормальный процесс, который генерирует дополнительные клетки, позволяя организму расти, восстанавливать ткани и создавать иммунные клетки.
Чтобы воспроизвести, клетка сначала копирует свой генетический материал, ДНК, а затем физически разделяется пополам, образуя две новые «дочерние» клетки. Этот процесс, называемый клеточным циклом, обычно жестко контролируемый для предотвращения чрезмерного роста, который может привести к раку.
В этом исследовании ученые обнаружили, как именно клеточный цикл разрушается в раковых клетках.
«Мы обнаружили, что по сравнению со здоровыми иммунными клетками раковые клетки имели кардинальные изменения в клеточном цикле», - сказала доктор Фам.
«Первая фаза клеточного цикла, называемая G1, обычно жестко контролируется, чтобы гарантировать, что репликация происходит безопасно. Этот этап резко сокращается в раковых клетках, что позволяет им проходить через клеточный цикл в рискованном темпе».
С 1973 года ученые предположили, что вторая фаза клеточного цикла, когда ДНК копируется и клетка расщепляется пополам, занимает фиксированное количество времени, в то время как первая фаза занимает переменное время.
Несколько лет назад команда оспаривала эту теорию в здоровых иммунных клетках, показывая, что обе фазы клеточного цикла способствуют изменениям времени репликации. Теперь они также подняли теорию в раковых клетках.
«Старая теория предсказывает, что все изменения времени репликации происходят от первой фазы клеточного цикла», - сказала доктор Фам.
«Когда мы внимательно смотрели на раковые клетки, мы обнаружили, что было обратное: основная часть вариации была вызвана второй фазой клеточного цикла».
Изображения в деталях
Это открытие было сделано в сотрудничестве с Центром динамической визуализации, лабораторией в Институте, которая предлагает исследователям доступ к передовым технологиям обработки изображений.
«Для этого исследования мы отметили раковые клетки флуоресцентным сенсором, который меняет цвет, когда клетки проходят через клеточный цикл», - сказала доктор Фам. «Затем мы выполнили визуализацию одиночных клеток, чтобы отслеживать каждую фазу клеточного цикла, когда они подвергались репликации», - сказала она.
Затем исследователи работали с аналитиком биоизображения доктором Уайтхедом для анализа и интерпретации своих данных и разработки новой математической модели для прогнозирования, когда клетки реплицируются.
«Это исследование демонстрирует силу визуализации, чтобы непосредственно выявлять поведение сотовой связи, а в некоторых случаях вызывают предположения, которые были сделаны до того, как можно было получить такие четкие доказательства», - сказал доктор Уайтхед.
Свежее понимание рака
Профессор Ходжкин сказал, что исследование может повлиять на наше понимание рака.
«Точные математические модели репликации раковых клеток помогают нам предсказать, как рак реагирует на лечение химиотерапией, и как он развивается, чтобы стать лекарственно устойчивым».
Обнаружение группой того, что первая фаза клеточного цикла сводится к минимуму в раковых клетках, указывает на уязвимость, которая может быть целью лечения рака.
«Рак часто проходит проверку безопасности, когда возникает ошибка или повреждение в ДНК», - сказал профессор Ходжкин. «Наша работа предполагает, что отсутствие этих проверок безопасности приводит к тому, что первая фаза клеточного цикла становится намного короче в раковых клетках.
«Лекарства, которые помогают восстановить эти проверки безопасности, могут быть полезны для лечения нескольких видов рака».
Источник: https://medicalxpress.com/news/2018-10-imaging-collaboration-cancer-growth.html
Комментарии
Пока комментариев нет
Новый комментарий