Επιστήμονες εντοπίζουν κοινό μοριακό πρόγραμμα σε πολλούς τύπους εγκεφαλικών όγκων
Μια πρόσφατη έρευνα που επικεντρώνεται στην προέλευση του πινέμπλαστοματος, ενός σπάνιου παιδιατρικού εγκεφαλικού όγκου, αποκάλυψε μια εξάρτηση που παρατηρείται σε πολλούς τύπους εγκεφαλικών όγκων, οι οποίοι μοιράζονται ένα παρόμοιο μοριακό πρόγραμμα. Ερευνητές από το St. Jude Children’s Research Hospital, το Dana-Farber/Boston Children’s Cancer and Blood Disorders Center και το Uppsala University συγκέντρωσαν και προφίλ μελέτης την μεγαλύτερη ομάδα πινέμπλαστοματος που έχει καταγραφεί μέχρι σήμερα, με ανάλυση σε επίπεδο μεμονωμένων κυττάρων.
Οι επιστήμονες ανακάλυψαν ένα σύνολο γονιδίων που σχετίζονται με την αντίληψη του φωτός, τα οποία είναι απαραίτητα για τη δημιουργία του πινέμπλαστοματος στην αναπτυσσόμενη επιφυλακτική αδένα. Στη συνέχεια, επεκτάθηκαν στα μεδουλοβλάστωμα και ρετινοβλάστωμα, υποδεικνύοντας μια κοινή αναπτυξιακή κατάσταση και μια πιθανή κοινή θεραπευτική εξάρτηση που θα μπορούσε να στοχευθεί για τη βελτίωση της θεραπείας τους. Τα ευρήματα δημοσιεύθηκαν σήμερα στο περιοδικό Cancer Cell.
Η σημασία της συνεργασίας
«Το πινέμπλαστομα είναι εξαιρετικά σπάνιο· το St. Jude θεραπεύει μόνο λίγες περιπτώσεις κάθε χρόνο», δήλωσε ο Paul Northcott, PhD, διευθυντής του St. Jude Center of Excellence in Neuro-Oncology Sciences και συν-συγγραφέας της μελέτης. «Με τη συνεργασία άλλων ιδρυμάτων, εμβαθύναμε πολύ περισσότερο από προηγούμενες προσπάθειες προφίλ για να κατανοήσουμε από πού προέρχονται αυτοί οι όγκοι, πώς επικαλύπτονται ή διαφέρουν σε επίπεδο μεμονωμένων κυττάρων και τι τους καθιστά ευάλωτους».
Η διαδικασία ανάπτυξης του πινέμπλαστοματος
Κατά τη διάρκεια της πρώιμης ανάπτυξης του ανθρώπινου οργανισμού, τα εγκεφαλικά κύτταρα επεκτείνονται, διαιρούνται και μεταναστεύουν γρήγορα για να σχηματίσουν σύνθετες δομές, όπως η επιφυλακτική αδένας. Αυτή η δομή, που έχει σχήμα κώνου, βρίσκεται στο κέντρο του εγκεφάλου και απελευθερώνει ορμόνες όπως η μελατονίνη. Οι επιστήμονες πιστεύουν ότι οι πινέμπλαστοι προκύπτουν όταν κάτι πάει στραβά κατά τη διάρκεια της ταχείας ανάπτυξης της επιφυλακτικής αδένας. Ωστόσο, πριν διερευνήσουν πώς μπορεί να συμβεί αυτό, έπρεπε πρώτα να κατανοήσουν πώς εξελίσσεται κανονικά η ανάπτυξη.
Για τον σκοπό αυτό, δημιούργησαν τον πρώτο χάρτη ανάπτυξης του φυσιολογικού επιφυλακτικού αδένα, περιλαμβάνοντας όλους τους τύπους κυττάρων που συμμετέχουν. Αφού ολοκλήρωσαν τον χάρτη τους, μέτρησαν την έκφραση γονιδίων σε δείγματα σπάνιων όγκων από 38 ασθενείς και την συνέκριναν με την κανονική ανάπτυξη του επιφυλακτικού αδένα.
Κοινά μοριακά χαρακτηριστικά
Μέσω της ανάλυσης της έκφρασης γονιδίων με τη μέθοδο RNA-sequencing σε επίπεδο μεμονωμένων κυττάρων, διαπίστωσαν ότι μια ομάδα πρώιμων κυττάρων, γνωστή ως πρόγονοι πινέλοκυττάρων, είναι η πιο παρόμοια με αυτούς τους όγκους, υποδεικνύοντας τον ρόλο τους στην ανάπτυξη του πινέμπλαστοματος. Δημιούργησαν μοναδικά μοντέλα ποντικών μέσω της παρέμβασης πέντε διαφορετικών γονιδίων οδηγών του πινέμπλαστοματος σε αυτούς τους προγόνους, τα οποία παρουσίασαν χαρακτηριστικά που αντιστοιχούν σε ανθρώπινες υποκατηγορίες.
Παρά τις διαφορές στους οδηγούς καρκίνου, όλοι οι υποτύποι μοιράζονται μια αξιοσημείωτη υπογραφή έκφρασης γονιδίων. «Είδαμε ένα επαναλαμβανόμενο θέμα που σχετίζεται με την ευαισθησία στο φως», δήλωσε ο Northcott. «Η επιφυλακτική αδένας παίζει σημαντικό ρόλο στον κιρκαδικό ρυθμό και στην ερμηνεία του φωτός από τον αμφιβληστροειδή, επομένως εκφράζει κανονικά ένα σύνολο γονιδίων φωτοϋποδοχέων και φωτομετατροπής. Αυτά τα ίδια γονίδια εκφράζονται και στο πινέμπλαστομα, αλλά σε πολύ υψηλά επίπεδα, υποδηλώνοντας ότι οι όγκοι μπορεί να είναι ‘εθισμένοι’ σε αυτά.
Η υπογραφή ευαισθησίας στο φως υπενθύμισε στους ερευνητές ένα παρόμοιο πρόγραμμα που είχαν παρατηρήσει σε έναν υποτύπο άλλου εγκεφαλικού καρκίνου, το Group 3 μεδουλοβλάστωμα. Όταν εξερεύνησαν άλλους καρκίνους, διαπίστωσαν ότι τα ίδια γονίδια, οι μεταγραφικοί παράγοντες και οι βιοδείκτες αυτού του προγράμματος μοιράζονται μεταξύ ανατομικά διακριτών τύπων όγκων του κεντρικού νευρικού συστήματος, περιλαμβάνοντας όγκους του επιφυλακτικού αδένα, του αμφιβληστροειδούς και της παρεγκεφαλίδας.
Η ανώμαλη έκφραση αυτής της υπογραφής ευαισθησίας στο φως υποδεικνύει ότι αυτό το σύνολο γονιδίων μπορεί να είναι κρίσιμο για την ανάπτυξη και επιβίωση αυτών των καρκίνων, υποδεικνύοντας μια πιθανή διατομική ευπάθεια. Οι επιστήμονες χρησιμοποίησαν την τεχνική CRISPR για να αφαιρέσουν γονίδια από αυτή την υπογραφή σε κύτταρα πινέμπλαστοματος, μεδουλοβλάστωματος και ρετινοβλάστωματος, για να δουν αν αυτό επηρεάζει την ανάπτυξή τους.
