Übergangsbauchspeicheldrüsenzellen zeigen dauerhafte epigenetische Krebsmerkmale

Die Wissenschaftler von Johns Hopkins Medicine sagen, dass sie ein Muster sogenannter epigenetischer „Markierungen“ in einem Übergangszustand zwischen normalen und Bauchspeicheldrüsenkrebszellen bei Mäusen gefunden haben und dass die normalen Zellen möglicherweise mindestens ein vorübergehendes „Gedächtnis“ dieser krebsgebundenen Markierungen behalten.

Epigenetische Markierungen sind chemische Modifikationen, die dazu beitragen, die genetische Expression zu regulieren, ohne die DNA -Sequenz bei der Erstellung von Genen direkt zu verändern. Während der genetische Code wie die Hardware eines Computers ist, beinhaltet die Epigenetik über dem genetischen Code, der als Softwareprogrammierung in einem Computer fungiert.

Die neue Forschung, die von den National Institutes of Health finanziert und online am 28. März in der Zeitschrift veröffentlicht wurde Genommedizinunterstützt Bemühungen, um besser zu verstehen, wie normale Zellen zusammen mit den Rollen von Entzündungen und Zellschäden in diesem Prozess sich in Krebs verwandeln.

Epigenetische Veränderungen sind seit langem ein Schwerpunkt der Forschung, um zu erklären, wie Zellen von normal zu Krebs übergehen. „

Andrew Feinberg, MD, Bloomberg Distinguished Professor, Johns Hopkins University Schools of Medicine, Ingenieurwesen und öffentliche Gesundheit

„Der Übergang beginnt, wenn Zellen aufgrund von Entzündungen oder Schäden eine veränderte oder hybride Identität erwerben, die sie potenziell in einen Krebszustand prädisponieren kann, auch ohne Krebsmutationen“, sagt er.

Wissenschaftler haben gewusst, dass, wenn sich die Bauchspeicheldrüse entzündet, akinare Zellen, die Verdauungsenzyme produzieren, sich in Duktalzellen verwandeln, die Verdauungssäfte in der Bauchspeicheldrüse transportieren. Diese Transformation hilft acinare Zellen, sich vor Schäden zu schützen, die durch die Entzündung verursacht werden.

Da das Epigenom entscheidet, welche Gene ein- und ausgeschaltet sind, um Zellen ihre Identität zu verleihen, hat seine Rolle bei der Transformation von Acinarzellen die Studie gemeldet, sagt Feinberg.

Feinberg, der die neue Studie mit Patrick Cahan, Ph.D., leitete, Associate Professor für biomedizinische Ingenieurwesen bei Johns Hopkins, betrachtete daher die transformierenden oder hybriden Bauchspeicheldrüsenzellen bei Mäusen, die die Wissenschaftler sagen, Eigenschaften ähnlich wie menschliche Pankreaszellen.

Die Wissenschaftler, darunter der Erstautor Emily Lo, der von Cahan und Feinberg mitgeteilt wurde, taten dies durch Sequenzieren des gesamten Genoms von Maus-Pankreaszellen, die zwischen Acinar- und Duktalzellen wechselten, in einem Prozess, der als Acinar-Duktal-Metaplasie bezeichnet wurde. Sie fanden epigenetische Markierungen, aber keine Mutationen (Veränderungen in der DNA -Sequenz selbst) auf Genen, die mit Bauchspeicheldrüsenkrebs verbunden sind, darunter zwei Gruppen, die PI3K- und R/R/C -GTPase genannt werden. Sie hatten zuvor die gleiche Art von epigenetischen Veränderungen in diesen Genen in menschlichen Pankreaspräparien als Panins gezeigt, die durch eine Mutation in einem Gen namens KRAS verursacht werden, obwohl es in den Mauszellen keine solche Mutation gab. Dies deutete darauf hin, dass die Übergangszellen epigenetische Eigenschaften von Präkanzerosen angenommen haben, ohne eine Mutation zu erfordern, und Zentimeter näher an Krebs werden, sagt Feinberg.

Als die Übergangszellen als Acinarzellen in ihre ursprüngliche Identität zurückkehrten, stellten die Wissenschaftler fest, dass einige der epigenetischen Markierungen für mit Bauchspeicheldrüsen gebundene Gene für mindestens sieben Tage blieben und ein „Gedächtnis“ der epigenetischen Signatur bildeten.

„Diese Arbeit zeigt eine Schlüsselrolle für das epigenetische Gedächtnis im Übergang zu Krebs auch ohne genetische Mutation“, sagt Feinberg.

„Dieser Übergangszustand ist wahrscheinlich eine normale Art und Weise, wie sich die Bauchspeicheldrüse vor den korrosiven Auswirkungen von Entzündungen und anderen Stressoren schützt“, sagt Cahan.

Feinberg spekuliert, dass weitere Studien ergeben können, dass die epigenetischen Veränderungen im Übergangszustand einer Zelle die zunehmende Häufigkeit von Krebs bei jungen Menschen erklären könnten, da sie möglicherweise nicht ältere assoziierte Mutationen an den genetischen Code selbst erworben haben.

Zusätzliche Johns Hopkins -Forscher, die zur Studie beigetragen haben, sind Adrian Idrizi, Rakel Tryggvadottir, Weiqiang Zhou, Wenpin Hou und Hongkai Ji.

Die Mittel für die Forschung wurden von den National Institutes of Health (CA054358, 5F31CA250489, K99HG011468) bereitgestellt.

Quellen: