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Neuartiges Modell zeigt, wie genomische Instabilität in histologisch gutartigem Gewebe entsteht

Zu verstehen, aus welchen Zellen welche Krebsbereiche entstehen, kann unser Verständnis darüber verbessern, wie ein Tumor gewachsen ist und sich entwickelt hat, einschließlich dessen, wie er sich im Laufe der Zeit genetisch verändert hat. Dies wurde durch eine neue Technik namens räumliche Transkriptomik ermöglicht, die es Wissenschaftlern ermöglicht, zu sehen, welche genetischen Veränderungen stattfinden, ohne das betrachtete Gewebe aufzubrechen. Dies fügt eine neue Dimension hinzu, die Forscher nun genutzt haben, um aufzudecken, welche Zellen an welcher Stelle im Ökosystem eines Organs mutiert sind.

Aktuelle Techniken zur Untersuchung der Genetik von Zellen in Tumoren umfassen die Entnahme einer Probe aus dem Krebsbereich und die Analyse der DNA dieser Zellen. Das Problem ist, dass viele Krebsarten wie Prostatakrebs dreidimensional sind, was bedeutet, dass jede einzelne Probe nur eine kleine Momentaufnahme des Tumors liefern würde.

In einer neuen Studie, die in Nature veröffentlicht und von Cancer Research UK finanziert wurde, verwendeten die Forscher räumliche Transkriptomik, um eine Querschnittskarte einer gesamten Prostata zu erstellen, einschließlich Bereichen mit gesunden und krebsartigen Zellen. Durch die Gruppierung von Zellen nach ähnlicher genetischer Identität waren sie überrascht, Bereiche mit angeblich gesundem Gewebe zu sehen, die bereits viele der genetischen Merkmale von Krebs aufwiesen. Dieser Befund war überraschend sowohl aufgrund der genetischen Variabilität innerhalb des Gewebes als auch aufgrund der großen Anzahl von Zellen, die als gesund gelten würden, aber Mutationen enthielten, die normalerweise mit Krebszellen identifiziert werden.

Prostatagewebe ist dreidimensional, und wie die meisten Organe, die Krebs entwickeln können, müssen wir noch viel darüber lernen, welche zellulären Veränderungen Krebs verursachen und wo er beginnt. Wir sind uns ziemlich sicher, dass es mit genetischen Mutationen beginnt.“

Alastair Lamb, Nuffield Department of Surgical Sciences, University of Oxford

„Wir hatten noch nie zuvor ein solches Auflösungsniveau zur Verfügung, und dieser neue Ansatz brachte einige überraschende Ergebnisse zum Vorschein. Zum Beispiel haben wir herausgefunden, dass viele der Kopienzahlereignisse, von denen wir zuvor annahmen, dass sie spezifisch mit Krebs in Verbindung stehen, tatsächlich bereits in gutartigem Gewebe vorhanden sind Dies hat große Auswirkungen auf die Diagnose und möglicherweise auch auf die Entscheidung, welche Teile eines Krebses behandelt werden müssen.“

Professor Joakim Lundeberg vom KTH Royal Institute of Technology sagte: „Die Kartierung von Tausenden von Geweberegionen in einem einzigen Experiment ist ein beispielloser Ansatz, um die Heterogenität von Tumoren und ihrer Mikroumgebung zu entschlüsseln. Diese hochauflösende Ansicht beeinflusst unsere Art, komplexe Ökosysteme wie z Die Möglichkeit, frühe Ereignisse zu erkennen, ist für die Zukunft besonders spannend.“

Darüber hinaus analysierten die Forscher mehr als 150.000 Regionen in drei Prostata-, zwei Brustkrebs-, Haut-, Lymphknoten- und Hirngewebe und entwickelten einen Algorithmus, um Gruppen von Zellen mit ähnlichen genetischen Veränderungen – Klone – an ihrem genauen Ort zu verfolgen. Dieser Ansatz ermöglichte es ihnen, direkt vom sichtbaren Gewebe durch mikroskopische mehrzellige Strukturen und direkt in die Gene selbst hineinzuzoomen, während sie die Gesamtlandschaft des Gewebes im Auge behalten.

Quelle:

Universität von Oxford

Referenz:

Erickson, A. et al. (2022)Räumlich aufgelöste Änderungen der klonalen Kopienzahl in gutartigem und bösartigem Gewebe. Natur. doi.org/10.1038/s41586-022-05023-2.

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