(Jezperklauzen/Getty Images) Den menneskelige krop indeholder hundredvis af forskellige typer celler, medstamcellerfungerer som tomme lærreder, der kan tilpasses og reproduceres for at hjælpe vores væv med at vokse og reparere sig selv. Men når den først er blevet kapret, kan den samme form for celleproliferation være skadelig, som det sker i Kræft tumorer.
Forskere har nu opdaget en ny hvilefase for neuroepitelceller - det stamceller af centralnervesystemet - hvilket ser ud til at sætte dem i en slags dvale. Hvis vi kan finde ud af, hvordan vi også kan anvende dette på kræftceller, kan vi komme til det stadie, hvor vi kan få hjernetumorer til at 'sove'.
'Det primære træk ved enhver kræftform er, at cellerne formerer sig,' siger biomedicinsk ingeniør Christopher Plaisier , fra Arizona State University. 'Hvis vi kunne komme derind og finde ud af, hvad mekanismerne er, kunne det være et sted at bremse dem.'
Som en specifik behandling er det stadig et stykke vej, men forskerne siger, at den nyligt identificerede hvilefase giver os en meget bedre forståelse af, hvordan disse stamceller fungerer. Fasen, kaldet Neural G0, blev opdaget som led i en undersøgelse af hvordan stamcelle vækst i hjernen kunne bekæmpe neurodegenerative sygdomme.
'I tilfælde, hvor du har neurodegeneration, er det potentielt gavnligt at have stamceller, der formerer sig. Det eneste problem med det er, at det også ligner, hvad der sker, når kræftceller øges hurtigt. Det er to sider af samme mønt,' tilføjer Plaisier .
Der er fire hovedfaser i cellernes liv i vores kroppe: G1(vokser, selvom 'g' står for 'gap'), S (kopiering af genetisk materiale fra kernen), Gto(vokser igen), og M (deler sig i to nye celler). Efter G1, tager mange celler en omvej ind i en søvnlignende tilstand kaldet G0, hvor celler enten er i dvale eller ikke har travlt med at begynde at dele sig.
Den nyligt identificerede Neural G0tilstand har egenskaber, der er specifikke for neuroepitelceller, og er 'kendetegnet ved opregulering af gener med nøgleroller i neural udvikling', skriver holdet i undersøgelsen .
I tilfælde af hjernekræft kan mutationer få celler til at bryde ud af G0tilstand, spredes meget hurtigt som et resultat. Gliom hjernetumorer sker for eksempel, når neuroepitelceller går ind i vækst- og delingsfaserne med højere hastigheder end normalt; at forstå, hvordan disse faser fungerer, kan være afgørende for at tackle tumorer.
'Neural G0cellepopulationer og genekspression er signifikant forbundet med mindre aggressive tumorer og forlænget patientoverlevelse for gliomer,' skriver holdet .
Forskere bruger allerede neurale netværksværktøjer kaldet klassifikatorer til at matche celler til faser baseret på deres RNA-information, og her udviklede holdet en ny klassifikator, næsten som at se cellefaserne i højere opløsning for første gang.
I stedet for at analysere faktiske celler, knuser den nye klassifikator tallene på eksisterende celledata, hvilket betyder, at det er mere ligetil at bruge.
'Vi var i stand til at udvælge faser, der er glommet sammen i de andre cellecyklusklassifikatorer,' siger Plaisier . 'Det har potentielt flere forskellige anvendelser.'
Holdet brugte derefter deres ccAF (cellecyklus ASU/Fred Hutchinson) værktøj til at se på gliomtumordata og fandt ud af, at tumorcellerne ofte enten var i det neurale G0eller G1stat. De mere aggressive tumorer havde færre celler, der kølede af ved Neural G0niveau, hvilket måske peger på en fremtidig vej at udforske med hensyn til behandlinger.
Nuværende kræftbehandlinger fokuserer på at dræbe kræftceller, hvilket kan forårsage, at de resterende dele af en tumor bliver mere resistente over for lægemidler. Hvis relevante celler på en eller anden måde kunne sættes ind i Neural G0søvn i stedet, kan det betyde mindre aggressiv tumorspredning.
Det næste trin er at se på, hvilke gener der er ansvarlige for at skubbe celler ind i denne sovende eller hviletilstand, i håbet om, at videnskabsmænd kan finde ud af mekanismen og gøre brug af den. I mellemtiden bliver ccAF lavet til open source, som alle kan bruge, og det kan meget vel have flere cellecyklusfaser at opdage endnu.
'Cellecyklussen er sådan en velundersøgt ting, og alligevel kigger vi på den igen for 10. gang, og en ny fase dukker op hos os,' siger Plaisier .
'Biologi har altid ny indsigt at vise os; du skal bare kigge.'
Forskningen er publiceret i Molekylær Systembiologi .