Çoğu yaşayan hücrenin tanımlanmış belli bir sayıda kromozomu vardır: İnsan hücreleri, örneğin 23 çift içerir. Hücreler bölünürken, genellikle çok zararlı olan bir kromozom kaybına veya kayıplarına neden olan hatalar yapabilirler.
MIT biyologları ilk defa bağışıklık sisteminin bu genetik olarak dengesiz hücreleri vücuttan atmak için kullandıkları bir mekanizma tespit ettiler. Kromozomlar kazandıktan veya kaybettikten hemen sonra, hücreler anormal hücreleri yok eden doğal öldürücü hücreler olarak adlandırılan bağışıklık hücrelerini işe alan sinyaller gönderirler.
Bulgular, bu sistemi çoğu zaman çok fazla veya çok az sayıda kromozoma sahip olan kanser hücrelerini öldürmek için kullanabilme imkânını arttırıyor.
MIT Biyoloji Bölümü’ndeki Kanser Araştırması’ndaki Kathleen ve Curtis Mermer Profesörü Angelika Amon, “Bu bağışıklık sistemini yeniden etkinleştirebilirsek kanser hücrelerinden kurtulmanın gerçekten iyi bir yolu olur” dedi. Koch Bütünleştirici Kanser Araştırma Enstitüsü ve araştırmanın kıdemli yazarı.
Gelişimsel Hücrenin Haziran 19 sayısında çıkan gazetenin baş yazarı Stefano Santaguida, Koch Enstitüsünde araştırma bilim adamı.
“Düşen spiral”
Bir hücre bölünmeden önce, kromozomları çoğaltır ve hücrenin ortasında sıraya dizilir. Hücre, iki kız hücresine bölündüğünde, kromozomların yarısı her hücreye çekilir. Bu kromozomlar doğru ayrılmıyorsa, süreç kızı hücrelerinde dengesiz sayıda kromozoma yol açar – bir durum anöploidi olarak bilinir.
Embriyonik hücrelerde anöploidite oluştuğunda, organizma için neredeyse her zaman ölümcül olur. İnsan embriyolarında herhangi bir kromozomun ek kopyaları öldürücüdür, ancak Down sendromu üreten kromozom 21 istisnaları vardır; Patau ve Edwards sendromları olarak bilinen gelişimsel bozukluklara yol açan 13 ve 18 numaralı kromozomlar; Ve X ve Y cinsiyet kromozomları, ekstra kopyaları çeşitli hastalıklara neden olabilir ancak genellikle ölümcül değildir.
Son yıllarda, Amon’un laboratuarı anöploidi belirgin bir paradoks keşfediyor: Normal yetişkin hücreler anöploid hale geldiğinde, hayatta kalma ve çoğalma yeteneklerini olumsuz etkiliyor; Bununla birlikte, hemen hemen tüm anöploid olan kanser hücreleri, kontrol edilemeyecek şekilde büyüyebilir.
“Aneuploidi çoğu hücrede çok zararlıdır. Bununla birlikte, anöploidi, yukarı doğru düzenlenmiş büyüme ile karakterize kanserle yüksek oranda ilişkilidir. Yani, çok önemli bir soru şudur: Anöplloidi hücre çoğalmasını engelliyorsa, neden tümörlerin büyük çoğunluğu anöploid olur? “Diye belirtiyor Santaguida.
Bu soruyu cevaplamaya çalışmak için, araştırmacılar anöploidinin hücreleri nasıl etkilediği hakkında daha fazla bilgi edinmek istiyorlardı. Son birkaç yıldır, Santaguida ve Amon, kromozomların yanlış ayrışmasıyla hücrelere olan biteni hemen deniyor ve bu da dengesiz kızı hücrelerine yol açıyor.
Yeni çalışmada, bu dengesizliğin bölünme öncesi hücre ekvatorunda kromozomları yerinde tutan yapıya uygun kromozom ilavesine müdahale ederek hücre bölünmesi döngüsü üzerindeki etkilerini araştırdılar. Bu girişim bazı kromozomları geride bırakır ve iki kızı hücresine karıştırılır.
Araştırmacılar, hücrelerin ilk bölümlerini aldıktan sonra bazı kromozomların eşit dağılmadığını gördüklerini keşfettiler. Yakında daha fazla kromozom dengesizliği üreten bir başka hücre bölünmesi başlattılar ve DNA hasarında önemli artışlar yaşadıklarını keşfettiler. Sonunda, hücreler tamamen bölünmeyi bıraktı.
Amon, “Bu hücreler, biraz genomik karmaşa ile başladıkları yerde aşağı doğru sarmal oluyor ve daha da kötüye gidiyor” dedi.
Dana-Farber Kanser Enstitüsü’nde pediatrik onkoloji profesörü David Pellman, “Bu kağıt çok ikna edici ve açık bir şekilde kromozomlar kaybolduğunda veya kazanıldığında, başlangıçta hücreler kromozomlarının yanlış ayrılmış olup olmadığını anlamıyor” diyor. çalışmada. “Bunun yerine, kromozomların dengesizliği hücresel kusurlara ve DNA replikasyonunu önemli ölçüde bozabilen ve kromozomların daha da hasar görmesine neden olan protein ve genlerin dengesizliğine yol açar.”
Anöploidi hedefleme
Genetik hatalar biriktikçe, anöploid hücreler sonunda bölünmeyi sürdüremeyecek kadar kararsızlaşırlar. Bu yaşlanma aşamasında, sitokinler gibi iltihapları indükleyen molekül üretmeye başlarlar. Araştırmacılar bu hücreleri doğal öldürücü hücreler olarak adlandırılan bağışıklık hücrelerine maruz bıraktıklarında doğal öldürücü hücreler anöploid hücrelerin çoğunu yok etti.
Santaguida, “İlk kez, dengesiz kromozom sayılarına sahip hücrelerin temizlenmesini sağlayacak bir mekanizmaya tanık oluyoruz” diyor Santaguida.
Gelecekteki araştırmalarda, araştırmacılar, aneuploid hücrelerin doğal öldürücü hücreleri nasıl çektiğini ve aneuploid hücrelerin temizlenmesinde diğer bağışık hücrelerin yerinde olup olmadığını öğrenmek istiyor. Ayrıca, tümör hücrelerinin bu bağışıklık klirensini nasıl atlatabildiklerini ve kanserli hastalarda süreci yeniden başlatmanın mümkün olup olmayacağını öğrenmek istiyorlar, çünkü katı tümörlerin yaklaşık yüzde 90’ı ve kan kanserlerinin yüzde 75’i anöploiddir.
“Bazı noktalarda, oldukça anöploid olan kanser hücreleri, bu bağışıklık sürveyansından kaçabilir,” diyor Amon. “Bunun nasıl yürüdüğüne dair hiçbir fikrimiz yok. Bunu anlayabilirsek, neredeyse tüm kanserlerin anöploid olduğu gerçeği göz önüne alındığında bunun muhtemelen muazzam terapötik etkileri vardır “dedi.
Bu makaleyi 4 dakikada okuyabilirsiniz.
Moleküler Biyoloji ve Genetik