31/07/2012 - ICESAT-Wissenschaftler verwenden neue Technologien zur Identifizierung von Krebsgenen

Menéame

Ein Tumor entsteht, weil eine Zelle des Körpers Mutationen in einem oder mehreren Genen erfährt. Diese Mutationen beeinträchtigen die Mechanismen zur Zellwachstumskontrolle und lassen sie sich ohne Bremse teilen. Dieses absurde und unkontrollierte Wachstum ist das, was man Krebs nennt. Die biologische Krebsforschung beruht weitgehend auf der Identifizierung von Genen, die Tumormutationen erleiden.

In der Arbeit vor ein paar Tagen veröffentlicht von der Zeitschrift "Journal of Investigative Dermatology" und geleitet von Dr. Manuel Navarro und Angel Ramirez, ICES-Einheit für Molekular Onkologie eine andere Annäherung an dieses Problem, das darin besteht, die Entwicklung von Tumoren auf kontrollierte Weise zu induzieren und anschließend alle Gene zu identifizieren, die in diesen Tumoren mutierten; dazu wurden zwei neue Technologien kombiniert: Massensequenzierung und Einsatz von Transposonen, mobile genetische Elemente mit mutagener Kapazität.

Ein bestimmter Tumor hat im Allgemeinen keine einzige Mutation, er hat in der Regel mehrere, die verschiedene Gene beeinflussen, im Zusammenhang mit Funktionen, die im Tumor verändert werden: So werden in der Regel mutierte Gene gefunden, die an der Zellteilung beteiligt sind, in der Fähigkeit, angrenzende Gewebe einzudringen (metastasieren), bei geplantem Zelltod (unserer Sicherheitsmechanismus, der eine Zelle unter normalen Bedingungen "suicide" macht, wenn sie anfängt, sich aberrativ zu verhalten) usw.

Es ist noch nicht bekannt, wie viele Mutationen in verschiedenen Genen erforderlich sind, um einen Tumor zu entwickeln. Die jüngsten Studien sprechen von Zahlen zwischen 11 und mehr als 100, je nach Fall. Darüber hinaus hat jede Tumorart Mutationen in einer anderen Gensammlung, und Tumoren derselben Art können verschiedene Gene mutiert haben, was ihre Malignität und pharmakologische Reaktion beeinflusst. Um die Sache noch komplizierter zu machen, sind "Passer"-Mutationen häufig, die für die Tumorentwicklung nicht wichtig sind, aber als Folge der anormalen "Qualitätskontrolle" der Tumorzelle auftreten.

Viele Jahre Forschungsanstrengungen auf der ganzen Welt haben die Identifizierung von Dutzenden von Genen ermöglicht, deren Mutation Krebs verursacht. Die Charakterisierung dieser Gene nimmt einen großen Teil der Zeit von zahlreichen Forschungsgruppen in Anspruch, obwohl diese Gene aufgrund der durch die heutige Technologie bedingten Einschränkungen im Allgemeinen als isolierte und nicht als Ganzes betrachtet werden.

Daher die Bedeutung der Arbeit der ICESAT-Einheit für Molekular Onkologie: die kontrollierte Induktion der Tumorentwicklung und die anschließende Identifizierung aller in diesen Tumoren mutierten Gene unter Verwendung der beiden oben genannten Technologien: Massensequenzierung und Einsatz von Transposonen.

In Zusammenarbeit mit der Universität von Iowa wurde ein Mausmodell entwickelt, in das ein modifizierter Transposon eingeführt wurde, um sich innerhalb des Genoms der Hautzellen zu bewegen. Diese Transposon, die sich nach dem Zufallsprinzip bewegt, hat die Fähigkeit, Mutationen zu verursachen, wo sie in das Genom fällt. Nach einer gewissen Zeit wird Transposon eine bestimmte Anzahl von Mutationen verursacht haben, und die Zellen, die die richtige "Kombination" von Mutationen gefunden haben, werden einen Tumor entwickeln.

Dann wird die Massensequenzierungstechnologie verwendet, um die Gene zu identifizieren, die durch Transposon mutiert wurden. Zu diesem Zweck war zuvor eine kleine "Rest" -Sequenz in die Transposon eingefügt worden. So wurden mehr als 70 Tumore sequenziert, und nach entsprechender bioinformatiker Analyse wurden insgesamt 126 Gene identifiziert, die im Falle einer Mutierung möglicherweise für die Bildung von Tumoren verantwortlich sind. Mehrere dieser Gene sind für Krebsforscher weithin bekannt, aber andere sind völlig neu und unerwartet.

Da die Gene, die in Mäusentumoren mutiert sind, nicht unbedingt dieselben sein müssen wie beim Menschen, wurden die Ergebnisse anschließend mit Hilfe von Biopsien menschlicher Tumore aus der Operation validiert, und es wurde festgestellt, dass einige dieser Gene auch in menschlichen Hauttumoren mutiert waren.

Die Bedeutung dieser Studie liegt darin, dass sie neue Wege eröffnet, um zu verstehen, wie sich Hauttumoren beim Menschen entwickeln.

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Weitere Informationen:

Journal of Investigative Dermatology advance online publication, 26 July 2012; doi:10.1038/jid.2012.245 “A Transposon-Based Analysis of Gene Mutations Related to Skin Cancer Development”, von Rita M. Quintana, Adam J. Dupuy, Ana Bravo, M. - Casanova, Josefa P. Alameda, Angustias Page, Miguel Sanchez-Viera, Angel Ramirez und Manuel Navarro.  

Fotografie (CIEMAT): Hautschnitt, in dem Haare (grün) und rote Flecken sichtbar sind, die darauf hindeuten, dass die Umsetzung in den Herzkernen der Epidermis erfolgt, aber nicht in der Dermis.

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