Enzym verantwortlich für die gefährlichen Eigenschaften von Gehirn-tumor-Stammzellen

Enzym verantwortlich für die gefährlichen Eigenschaften von Gehirn-tumor-Stammzellen

Der Rückfall von Gehirn-Tumoren nach der Therapie ist getrieben von Krebs-Stammzellen, die nicht betroffen waren von der Behandlung. In Maus-Modellen Glioblastom, haben Wissenschaftler des deutschen Krebsforschungszentrums (Deutsches Krebsforschungszentrum, DKFZ) konnten nun auf der Suche nach molekularen Markern, die spezifisch charakterisieren die Hirntumor-Stammzellen. Sie identifizierten ein Enzym, das verantwortlich ist für den drohenden Stammzell-Eigenschaften von Glioblastom und zur gleichen Zeit stellt eine mögliche Achillesferse von Krebs-Stammzellen.

Viele Krebstherapien zerstören normalen, sich schnell teilenden Krebszellen, die den Hauptteil des Tumors. Krebs-Stammzellen jedoch teilen sich nur sehr selten und sind resistent gegen Chemotherapie und Strahlung. Schlimmer noch, Sie werden aktiviert durch die Behandlungen und sind dann verantwortlich für die tumor-Rückfall. Dies ist besonders der Fall mit Glioblastom, dem aggressivsten aller Hirntumore.

„Der einzige Weg, um zu verhindern, dass ein Rückfall nach der Behandlung eines glioblastoma wäre eine Therapie, die effektiv Ziele der Gehirn-tumor-Stammzellen“, sagt Haikun Liu vom deutschen Krebsforschungszentrum (DKFZ). „Aber dazu müssten wir wissen, molekulare Zielstrukturen, die spezifisch für diese Krebs-Stammzellen, so dass die Therapie nicht Schaden gesunden Zellen. Das problem ist jedoch, dass die Hirntumor-Stammzellen hijack viele Wege der gesunden Gehirn-Stammzellen und teilen viele der molekularen Eigenschaften.“

Liu und seine Kollegen deshalb hat die Identifizierung spezifischer marker-Moleküle von Hirntumor-Stammzellen. Sie begannen Ihre Untersuchung auf Glioblastome von Mäusen um zu überprüfen, ob die entdeckten Strukturen spielen eine Rolle in der menschlichen Hirntumoren, wie gut. Mit modernen ribosomalen RNA-Sequenzierung Techniken, die erlaubt dem Wissenschaftler zu quantifizieren protein-übersetzung, verglichen Sie die protein-Ausstattung von Hirntumor-Stammzellen mit normalem Gehirn Stammzellen.

Zu den Proteine in der Krebs-Stammzellen, nicht aber in Gehirn-Stammzellen, ein Enzym des Energiestoffwechsels erschien von besonderem Interesse sein: Glycerol-3-Phosphat-dehydrogenase-1 (GPD1)-produzierenden Krebszellen nicht teilen, und trat hauptsächlich in den tumor Grenzen, wo der Krebs in gesundes Hirngewebe. Sehr früh, ungefähr zwei Wochen nach Beginn der tumor-Entwicklung, konnten die Forscher erkennen, GPD1-Produktion in den wachsenden tumor.

GPD1 ist bekannt, dass ein stress-responsiver gene in der Hefe. Die expression wird induziert, wenn die Zellen stress konfrontiert Bedingungen. Die spezifische expression von GPD1 in ruhenden Krebs-Stammzellen, nicht aber in neuralen Stammzellen deutet darauf hin, dass die Krebs-Stammzellen verwenden dieses Enzym, um den Kampf gegen stress-Signale in der tumor-Umgebung. Es zeigt auch, dass die GPD1-Zellen sind möglicherweise resistent gegen Chemotherapie.

Die Forscher behandelten Mäuse mit dem standard-Chemotherapeutikum temozolomid und analysiert die Tumoren an verschiedenen Punkten in der Zeit nach dem Ende der Therapie: Während der Behandlung, die GPD1-produzierenden Zellen nicht teilen und blieb in einer Ruhephase Zustand, Merkmal von Stammzellen. Jedoch, mit dem Beginn der Rückfall, Sie wachte aus Ihrem Schlaf—ein starkes Indiz dafür, dass Sie sind verantwortlich für das Wiederauftreten des Tumors. Wenn GPD1 war genetisch eliminiert den tumor-Stammzellen von Mäusen, die Tiere überlebten länger.

Hohe GPD-1-Spiegel—ungünstige Prognose

Ist GPD1 auch verantwortlich für die gefährlich, die Stammzell-Eigenschaften in humanen glioblastomen? Eine Datenbank-Analyse der tumor-Genome zeigte, dass ein hoher GPD1-Produktion korreliert mit einer ungünstigen Prognose bei Glioblastom-Patienten. Hohe GPD1 Ebenen sind auch verbunden mit der progression, die in anderen Arten von Krebs, wie Nierenzellkarzinom.

Wie in den Tumoren von Mäusen, GPD1-produzierenden Zellen gefunden wurden, die vorwiegend auf die invasion vor, die sich in Gewebeschnitten menschlicher Hirntumore. Zell-Linien kultiviert Glioblastom verloren Ihre Fähigkeit zu bilden tumorspheres, eine Funktion des Gehirns, tumor-Stammzellen, nachdem die Forscher genetisch ausgeschaltet GPD-1.

„Alle unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass GPD1 ist verantwortlich für die „stemness“ von Gehirn-tumor-Stammzellen. Im normalen Gehirn Stammzellen, die das Enzym scheint nicht eine Besondere Rolle spielen“, fasst Haikun Liu. Aus der wissenschaftlichen Literatur, Liu und seine Kollegen wissen, dass Mäuse Leben können, ohne GPD1 ohne Probleme. Auch Menschen, deren GPD1 gene beschädigt ist, durch Mutationen nicht haben schwere gesundheitliche Probleme. Dies ist ein wichtiger Hinweis darauf, dass es möglich ist, zu blockieren das Enzym, die mit aktiven Substanzen, ohne dass schwere Nebenwirkungen.