Ein neues, leistungsfähiges Analysetool ermöglicht einen genaueren Einblick in die Art und Weise, wie Tumorzellen ihre Form verändern und so aggressiver und unbehandelbarer werden. Dies zeigt eine Studie von Forschern des Weill Cornell Medicine und des New York Genome Center .
Eine Tumorzelle verändert ihre Form, indem sie ihren Zelltyp oder Zustand ändert, wodurch sich ihr grundlegendes Aktivitätsmuster und möglicherweise sogar ihr Aussehen verändert. Diese Veränderlichkeit oder „Plastizität“ ist ein Merkmal von Krebs, das zu unterschiedlichen Tumorzellpopulationen und schließlich zur Entstehung von Zelltypen führt, die eine Behandlungsresistenz und Metastasierung ermöglichen.
Mit dem neuen Werkzeug, das am 24. September in einem Artikel in Nature Genetics beschrieben wurde, lässt sich diese Plastizität in Tumorzellproben quantifizieren. Die Forscher demonstrierten dies anhand von Analysen von Tumorproben aus Tiermodellen und menschlichen Patienten und identifizierten beispielsweise einen wichtigen Übergangszustand der Zelle beim Glioblastom, der häufigsten Form von Hirntumor.
Plastizität ist in den frühesten Lebensstadien normal und weit verbreitet, wenn Zellen vom embryonalen Stammzellstadium zu zunehmend differenzierten Stadien mit hochspezialisierten Funktionen heranreifen. Ein gewisses Maß an Plastizität ist auch in reifen Geweben für Reparatur- und Wartungsfunktionen erforderlich. Krebserkrankungen neigen leider dazu, diese latenten Plastizitätsmechanismen zu kapern, und Krebserkrankungen mit mehr Plastizität sind tendenziell schwieriger erfolgreich zu behandeln.
Die Forscher nennen ihr neues Tool „Phylogenetic Analysis of Trait Heritability“ oder PATH. Für eine Probe von Tumorzellen quantifiziert es die Plastizität jedes Zellzustands, basierend darauf, wie oft eine Zelle in diesem Zustand Nachkommenzellen hervorbringt, die diesen Zustand teilen. Zellzustände, die weniger wahrscheinlich vererbt werden, gelten als plastischer.
„Es war bekannt, dass es einen Übergang mit Zwischenzuständen gab, aber man wusste nicht genau, was vor sich ging“, sagte Dr. Schiffman. „Wir konnten ein klareres Bild dieser Dynamik liefern.“
Ähnlich zeigte eine PATH-basierte Analyse von Glioblastomzellen menschlicher Patienten, wie die Tumorzellen zwischen stammzellenähnlicheren und mesenchymalen Zuständen hin- und herwechseln, wobei ein Zustand, der dem einer Astrozyten genannten Helferzelle des Gehirns ähnelt, als wichtiger Zwischenzustand dient. Schließlich deckte die PATH-gestützte Profilierung bösartiger B-Zellen von Leukämiepatienten durch das Team eine offensichtliche Verbindung zwischen bestimmten DNA-Mutationen in den Leukämiezellen und einem relativ plastischen, stammzellenähnlichen Zellzustand auf, der durch einen wichtigen Oberflächenrezeptor definiert wird.
Insgesamt gesehen, so die Forscher, biete PATH einen sehr nützlichen neuen Rahmen für die Erforschung der Tumorentwicklung.
Quelle:
https://www.nature.com/articles/s41588-024-01920-6
