Model rozprzestrzeniania się raka prostaty wykorzystujący technologię kodów kreskowych CRISPR

Zespół badaczy kierowany przez zespół z Weill Cornell Medical College opracował nowy przedkliniczny model myszy z wykorzystaniem CRISPR, co dało im głębszy wgląd w sposób rozprzestrzeniania się raka prostaty i tworzenia przerzutów. Model ujawnia trasy, którymi przemieszczają się przez organizm komórki raka prostaty z przerzutami.

Ich wyniki szczegółowo opisano w Wykrywanie raka W artykule zatytułowanym „Śledzenie linii klonalnej za pomocą somatycznego dostarczania zapisywalnych kodów kreskowych ujawnia historię migracji przerzutowego raka prostaty„.”

„Wzorce rozprzestrzeniania się nowotworów pierwotnych do miejsc złośliwych pozostają słabo poznane” – napisali naukowcy. „W tym przypadku oceniamy ilościowo wzorce rozprzestrzeniania się nowotworu prostaty za pomocą nowego mysiego modelu opartego na zastrzykach — EvoCaP (Evolution in Prostate Cancer). , który charakteryzuje się „agresywnym nowotworem złośliwym rozprzestrzeniającym się na kości, wątrobę, płuca i węzły chłonne”.

„Korzystając z wirtualnych map, możemy odkryć ukryte szlaki przerzutów, które pewnego dnia wskażą nam nowe metody leczenia, które mogą stanowić barierę dla raka” – wyjaśnił starszy autor badania, dr David Novak, adiunkt farmakologii w medycynie i Walter B. . Reston MD w Weill Cornell Medicine.

U około 12% mężczyzn w ciągu swojego życia zachoruje na raka prostaty. American Cancer Society spodziewa się, że w 2024 roku w Stanach Zjednoczonych z powodu tej choroby będzie około 35 250 zgonów.

„Rak prostaty, który rozprzestrzenił się do płuc, wątroby i kości, ma największy wpływ na przeżycie” – powiedział główny autor badania, dr Ryan Serio, doktorant w dziedzinie medycyny w Weill Cornell Medical College. Gdy rak prostaty ogranicza się do guza pierwotnego, wskaźnik przeżycia wynosi prawie 100%. Kiedy rak rozprzestrzenia się lub daje przerzuty na inne obszary, szansa pacjenta na przeżycie spada do mniej niż 40%.

Lepsze zrozumienie przerzutowego guza prostaty otwiera możliwości lepszych metod leczenia, powiedział Novak, który jest także adiunktem w programie doktoranckim w dziedzinie biologii obliczeniowej i medycyny oraz członkiem Centrum Onkologii Sandry i Edwarda Meyerów w Weill Cornell Medicine.

Oprócz Novaka i Serio w badania wnieśli wkład dr Christopher Barbieri, profesor urologii w Weill Cornell Medicine oraz dr Adam Siebel i dr Armin Schepin, biolodzy obliczeniowi w Cold Spring Harbor Laboratory.

Naukowcy wstrzyknęli 12-tygodniowym myszom wirusa przeznaczonego do przenoszenia informacji genetycznej do prostaty. Wirus zawiera instrukcje usunięcia dwóch genów supresorowych nowotworu, stymulując w ten sposób wzrost i rozprzestrzenianie się raka prostaty, oraz wstawienia „kodu kreskowego”, czyli unikalnego markera genetycznego, który można następnie edytować przy użyciu technologii CRISPR.

Wykorzystując narzędzia takie jak sekwencjonowanie genetyczne i obrazowanie bioluminescencyjne, ten kod kreskowy umożliwił naukowcom prześledzenie pochodzenia i przemieszczania się klonów raka prostaty. Naukowcy śledzili klony do 60. tygodnia życia myszy.

„Dzięki kodom kreskowym mogliśmy śledzić sklonowane komórki, gdy rozprzestrzeniały się one do różnych miejsc przerzutów w całym organizmie” – powiedział Serio. Naukowcom udało się zidentyfikować sklonowane komórki odpowiedzialne za rozprzestrzenianie się raka oraz wzorce ich rozprzestrzeniania się. Na przykład zauważyli, że chociaż guz pierwotny zawierał wiele komórek raka prostaty, większość przerzutów zaczynała się od niewielkiej liczby agresywnych klonów, które przemieszczały się poza guz do kości, wątroby, płuc i węzłów chłonnych.

Naukowcy zauważyli również, że gdy większość komórek nowotworowych rozprzestrzeni się do narządu, jest bardziej prawdopodobne, że tam pozostaną, niż rozprzestrzenią się na inny obszar, a kilka blisko spokrewnionych komórek powoduje dodatkowe rozprzestrzenianie się. „Te wzorce dyfuzji, czyli topologie zasiewu, u myszy odzwierciedlają to, co obserwuje się również u ludzi” – powiedział Serio.

„Byliśmy bardzo zainteresowani odkryciem, że ścieżki rozprzestrzeniania się komórek nowotworowych z naszych modeli mniej więcej pokrywają się z rozprzestrzenianiem się raka u ludzi” – powiedział Novak. „Wykorzystanie naszych technik do mapowania ścieżek rozprzestrzeniania się komórek nowotworowych daje nam doskonały początek w osiągnięciu tego celu o tym, jak rozprzestrzenia się ten śmiertelny nowotwór.”

„Nasze wyniki potwierdzają pogląd, że rak prostaty z przerzutami jest chorobą ogólnoustrojową napędzaną falami agresywnej replikacji, które rozszerzają jego zasięg, rzadko pokonując ograniczenia ograniczające go do miejsca pierwotnego lub przerzutowego” – podsumowali naukowcy.