Technische Fettzellen verhungern Tumoren und verhindern das Wachstum von Krebs

Die Wissenschaftler verwandelten weiße Fettzellen in energiespeichernde, in kalorienverbrennende ‚beige‘ Fett. Sobald sie implantiert waren, haben sie Tumoren für Ressourcen übertroffen und fünf verschiedene Krebsarten in Laborversuche zurückgeschlagen.

Fettabsaugung und plastische Chirurgie werden nicht oft in dem gleichen Atemzug wie Krebs erwähnt.

Sie sind jedoch die Inspiration für einen neuen Ansatz zur Behandlung von Krebs, bei dem technische Fettzellen verwendet werden, um Tumoren der Ernährung zu entziehen.

Forscher von UC San Francisco verwendeten die CRISPR -Gen -Bearbeitungstechnologie, um gewöhnliche weiße Fettzellen in „beige“ Fettzellen zu verwandeln, die unangenehme Kalorien für Wärme konsumieren.

Dann implantierten sie sie in der Nähe von Tumoren so, wie plastische Chirurgen Fett von einem Körperteil injizieren, um einen anderen zu verbessern. Die Fettzellen schickten alle Nährstoffe und hungerten die meisten Tumorzellen zu Tode. Der Ansatz funktionierte sogar, wenn die Fettzellen in Mäusen fern von den Stellen ihrer Tumoren implantiert wurden.

Wenn man sich auf gemeinsame Verfahren stützt, könnte die Ankunft des Ansatzes als neue Form der Zelltherapie beschleunigt werden.

„Wir entfernen bereits routinemäßig Fettzellen mit Fettabsaugung und setzen sie durch plastische Chirurgie zurück“, sagte Nadav Ahituv, PhD, Direktor des UCSF -Instituts für menschliche Genetik und Professor in der Abteilung für Bioengineering und therapeutische Wissenschaften. Er ist der leitende Autor des Papiers, der am 4. Februar in erscheint Naturbiotechnologie.

„Diese Fettzellen können leicht im Labor manipuliert und sicher in den Körper zurückgeführt werden, was sie zu einer attraktiven Plattform für die Zelltherapie macht, einschließlich für Krebs.“

Beige -Fettzellen überkonstruieren Krebszellen für Nährstoffe

Ahituv und sein damaliger Post-Doc, Hai Nguyen, PhD, waren sich der Studien bewusst, die zeigten, dass eine Kältexposition Krebs bei Mäusen unterdrücken konnte.

Ein bemerkenswertes Experiment zeigte sogar, dass es einem Patienten mit Nicht-Hodgkin-Lymphom helfen könnte. Wissenschaftler kamen zu dem Schluss, dass die Krebszellen verhungern, weil die Kälte braune Fettzellen aktivierte, die Nährstoffe zur Herstellung von Wärme verwenden.

Die Kalttherapie ist jedoch keine praktikable Option für Krebspatienten mit fragiler Gesundheit.

Also wandten sich Ahituv und Nguyen der Idee zu, beige Fett zu verwenden, und wirkte, dass sie es so konstruieren konnten, dass es in Abwesenheit von Kälte genügend Kalorien verbrennt, um Tumoren des Kraftstoffs zu entziehen, den sie zum Wachsen benötigen.

Nguyen, der Erstautor des Papiers ist, verwendete CRISPR, um Gene zu aktivieren, die in weißen Fettzellen ruhen, aber in braunen Fettzellen aktiv sind, in der Hoffnung, diejenigen zu finden, die die weißen Fettzellen in den hungrigsten Beige verwandeln würden Fettzellen.

Ein Gen namens UCP1 stieg nach oben.

Dann wuchs Nguyen UCP1-Beige-Fettzellen und Krebszellen in einer „Trans-Well“ -Petrischale. Die Krebszellen befanden sich am Boden und die Fettzellen befanden sich in getrennten Kompartimenten über ihnen, die die Zellen voneinander entfernt hielten, sie jedoch dazu zwangen, Nährstoffe zu teilen.

Die Ergebnisse waren schockierend.

In unserem ersten Trans-Well-Experiment überlebten nur sehr wenige Krebszellen. Wir dachten, wir hätten etwas durcheinander gebracht – wir waren sicher, dass es ein Fehler war. Also wiederholten wir es mehrmals und wir sahen immer wieder den gleichen Effekt. „

Nadav Ahituv, PhD, Direktor, UCSF -Institut für Humangenetik und Professor, Abteilung für Bioengineering und Therapeutika

Die beige Fettzellen hielten über zwei verschiedene Arten von Brustkrebszellen sowie über Dickdarm-, Pankreas- und Prostatakrebszellen.

Aber die Forscher wussten immer noch nicht, ob die implantierten beige Fettzellen in einem realistischeren Kontext funktionieren würden.

Die Fettzelltherapie beweist ihre Wirksamkeit bei vielen Krebsarten im Labor

Die Wissenschaftler wandten sich also zu Fettorganoiden zu, bei denen es sich um kohärente Klumpen von Zellen handelt, die in einer Schale gezüchtet wurden, um zu sehen, ob sie Tumorzellen schlagen konnten, wenn sie neben Tumoren in Mäusen implantiert wurden.

Der Ansatz wirkte gegen Brustkrebs sowie Pankreas- und Prostatakrebszellen. Die Krebszellen verhungerten, als die Fettzellen alle verfügbaren Nährstoffe verschlang.

Die implantierten beige Fettzellen waren so stark, dass sie Pankreas- und Brusttumoren bei Mäusen unterdrückten, die genetisch zur Entwicklung von Krebs prädisponiert waren. Es funktionierte sogar, wenn die beige Fettzellen weit weg von den Brustkrebszellen implantiert wurden.

Um zu sehen, wie sie in menschlichem Gewebe arbeiten würden, haben sich Ahituv und Nguyen mit Jennifer Rosenbluth, MD, PhD, einem Brustkrebsspezialisten bei UCSF, zusammengetan. Rosenbluth hatte eine Bibliothek von Brustkrebs -Mastektomien angehäuft, die sowohl Fettzellen als auch Krebszellen enthielten.

„Da die Brust viel Fett hat, könnten wir Fett von demselben Patienten bekommen, das Fett modifizieren und es in einem einzigen Trans-Well-Experiment mit den eigenen Brustkrebszellen des Patienten anbauen“, sagte Ahituv.

Die gleichen patienten Beige-Fettzellen haben Brustkrebszellen in Petrischalen übertrifft-und wenn sie in Mausmodellen zusammen implantiert wurden.

Da die Forscher wussten, dass Krebserkrankungen die Diäten bevorzugt haben, haben sie Fett entwickelt, nur um bestimmte Nährstoffe zu essen. Bestimmte Formen von Bauchspeicheldrüsenkrebs, zum Beispiel, stützen sich auf Uridin, wenn Glukose knapp ist.

Also programmierten sie das Fett, um nur Uridin zu essen, und sie haben diese Bauchspeicheldrüsenkrebszellen leicht überkiefern. Dies deutet darauf hin, dass Fett an die Ernährungsvorlieben eines Krebses angepasst werden könnte.

Ein neuer Ansatz zur lebendigen Zelltherapie

Laut Ahituv haben Fettzellen viele Vorteile, wenn es um lebende Zelltherapien geht.

Fettzellen sind von Patienten leicht zu erhalten. Sie wachsen im Labor gut und können entwickelt werden, um verschiedene Gene auszudrücken und unterschiedliche biologische Rollen zu übernehmen. Und sie verhalten sich gut, sobald sie wieder in den Körper gesteckt werden und nicht von dem Ort abweichen, an dem sie implantiert sind und mit dem Immunsystem gut spielen.

Es ist eine Aufzeichnung, die durch jahrzehntelange Fortschritte in der plastischen Chirurgie ausgelöst wird.

„Bei Fettzellen gibt es weniger Wechselwirkung mit der Umwelt, so dass es nur sehr wenig Sorgen gibt, dass die Zellen in den Körper ausgehen, wo sie Probleme verursachen könnten“, sagte Ahituv.

Fettzellen können auch so programmiert werden, dass Signale ausstrahlen oder kompliziertere Aufgaben ausgeführt werden.

Und ihre Fähigkeit, Krebs zu besiegen, auch wenn sie nicht direkt neben Tumoren sind, könnte sich als von unschätzbarem Wert erweisen, um schwer zugängliche Krebserkrankungen wie das Glioblastom zu behandeln, das das Gehirn betrifft, sowie viele andere Krankheiten.

„Wir glauben, dass diese Zellen auch so konzipiert sein könnten, dass sie Glukose im Blutkreislauf erfassen und Insulin für Diabetes freisetzen oder Eisen in Krankheiten aufsaugen, bei denen übermäßiges Eisen wie Hämochromatose vorhanden ist“, sagte Ahituv. „Der Himmel ist die Grenze für diese Fettzellen.“

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