Forskere isolerer kræftstamceller ved hjælp af en ny metode

Forskere ved University of Texas i Dallas har udtænkt en ny teknik til at isolere aggressive celler, der menes at danne roden til mange svære at behandle metastaserede kræftformer - et væsentligt skridt i retning af at udvikle nye lægemidler, der kan målrette disse celler.

"Vores laboratorium er interesseret i at finde måder at forhindre kræftgenfald, " sagde Dr. Jiyong Lee, adjunkt i Institut for Kemi og Biokemi på Institut for Naturvidenskab og Matematik ved UT Dallas. "Problemet er, ikke alle kræftceller er lige.

"Der er en lille population af kræftceller, der er meget mere aggressiv end andre - kræftstamceller, " sagde Lee. "Disse giver anledning til sekundære tumorer, selv efter at den primære tumor er blevet behandlet med succes. Cellerne er notorisk svære at finde, endsige udrydde."

Lee og hans kolleger brugte en to-trins proces til at sortere gennem et bibliotek med 40, 000 kemiske forbindelser, leder efter nogen, der selektivt binder til brystkræftstamceller, isolere dem fra standard brystkræftceller.

Screeningsprocessen identificerede fem forbindelser, kaldet ligander, som binder specifikt til kræftstamceller, og forskerne udvalgte en af ​​dem til nærmere undersøgelse. Resultaterne blev offentliggjort online for nylig i Kemi - Et europæisk tidsskrift .

Mens lignende metoder er blevet brugt til at adskille kræftceller fra normale raske celler, Lee sagde, at resultaterne markerer den første demonstration af en teknik, der adskiller kræftstamceller fra andre kræftceller.

"Vi har behandlet dette problem på en ny måde, og for første gang har isoleret en ligand, der binder specifikt til cancerstamceller, " han sagde.

Hvordan kræft opstår igen

Stamceller findes i forskellige væv i kroppen, og i modsætning til almindelige celler, som har en begrænset levetid, de kan dele sig og forny sig i lange perioder. De er også uspecialiserede, hvilket betyder, at når en af ​​dem deler sig, de resulterende celler kan omdannes til en anden celletype. For eksempel, stamceller i knoglemarv kan blive til knogler, fedt eller blodlegemer.

Tilsvarende kræftstamceller - menes at ligge i hjertet af tumorer, stimulerer deres vækst-menes også at være uspecialiseret og i stand til at forny sig selv, indtil de omdannes til nye kræftceller. De mest effektive behandlinger for primære tumorer efterlader kræftstamceller uskadte. Selv hvis en primær tumor behandles med succes, kræftstamceller kan rejse ubemærket af immunsystemet gennem blodbanen for at så nye tumorer andre steder, en proces kaldet metastase.

Sådanne sekundære tumorer kan forekomme år senere og er ofte mere aggressive og sværere at behandle.

Udfordringer ved at målrette mod kræftstamceller

Mange forskere, inklusive Lee, mener at dræbe kræftstamceller i en primær tumor bør fjerne det ved at fjerne dets vedvarende kilde til kræftceller, samtidig med at det forhindrer tilblivelsen af ​​nye kræftformer. Der er i øjeblikket ingen klinisk dokumenterede lægemidler rettet mod kræftstamceller, han sagde.

Udfordringen:Du skal finde kræftstamceller, før du kan dræbe dem.

"Forskning på dette område har været vanskelig, fordi det har været svært at målrette mod kræftstamceller. " sagde Lee. "Der er begrænsede metoder til selv at opdage disse celler."

Eksperimenterne

Ved at bruge tilgængelige data om fysiske faktorer, der differentierer kræftstamceller, Lees gruppe inkuberede en blanding af både brystkræftstamceller og ikke-stamkræftceller sammen med 40, 000 små plastikperler, hver belagt med flere kopier af en ligand.

Efter to visninger, Lee identificerede en bestemt ligand, som han mente kun var bundet til kræftstamcellerne og brugte den til at adskille dem fra ikke-stamkræftceller. For at bekræfte dette, han injicerede hvert sæt celler i mus og overvågede dyrene for tumorvækst.

"I kræftstamcellegruppen, vi fik hurtig tumorvækst og større tumorstørrelse, end vi så i den almindelige cancercellegruppe, " sagde Lee. "Vi så også endnu mere kræftstamcelleaktivitet, hvilket hjælper med at forklare, hvorfor disse tumorer var mere aggressive.

"Det var også spændende, at vi ikke så nogen tumorvækst i gruppen, der modtog kræftcellerne, som kræftstamcellerne var blevet fjernet fra. Disse data understøtter forestillingen om, at hvis man fjerner kræftstamceller, du får tumordegeneration."

Mulige applikationer

Lee forestiller sig, at de ligander, han identificerede, bliver brugt på flere måder, herunder terapi, diagnostik og billeddiagnostik.

"Den enkleste version af et terapeutisk middel ville være at fæstne et giftigt middel til liganden, som derefter ville binde selektivt til og dræbe kræftstamceller, " sagde Lee. "Det ville også være fordelagtigt at tilpasse disse ligander til billeddannende midler, som ville oplyse kræftstamcellerne hos en patient og hjælpe med at bestemme de bedste behandlingsmuligheder.

"Den mest umiddelbare ansøgning, selvom, vil sandsynligvis bruge vores teknik til at isolere kræftstamceller til yderligere undersøgelse i laboratoriet, såvel som et lægemiddeludviklingsværktøj. "