Excesul de cromozomi poate alimenta creșterea tumorii în unele tipuri de cancer

WASHINGTON — Unele tipuri de cancer sunt dependente de a avea cromozomi suplimentari, sugerează un studiu la șoareci.

Celulele au de obicei doar două copii ale fiecărui cromozom – una moștenită de la mama și una de la tata. Dar aproximativ 90% dintre celulele canceroase au cromozomi suplimentari, o afecțiune numită aneuploidie.

Anumite tipuri de celule canceroase poartă adesea o a treia copie a unui anumit cromozom sau a unei părți a unui cromozom. De exemplu, mai mult de jumătate dintre tumorile colorectale au un surplus de cromozom 13 și mai mult de 40% poartă un cromozom 7 suplimentar sau brațul lung al cromozomului 8 (SN: 31.5.18). Stocarea de copii de rezervă ale cromozomilor a fost asociată cu rezultate mai slabe pentru pacienți, comparativ cu pacienții ale căror cancere au cele două copii obișnuite.

Se dovedește că acele doze suplimentare de material genetic sunt necesare pentru ca celulele canceroase să continue să crească, a declarat geneticianul în cancer Jason Sheltzer, pe 11 decembrie, la reuniunea anuală comună a Societății Americane pentru Biologie Celulară și a Organizației Europene de Biologie Moleculară. Cu alte cuvinte, tumorile canceroase sunt dependente de cromozomii bonus, spune el.

Ideea de celule canceroase „dependente” nu este complet nouă. Oamenii de știință știu de zeci de ani că celulele canceroase pot fi dependente de versiuni modificate ale anumitor gene, ceea ce înseamnă că acele gene sunt necesare pentru creșterea canceroasă continuă a celulelor.

În ceea ce privește cromozomii, cercetătorii au speculat de mai bine de un secol că unele tipuri de cancer au surplus cromozomi particular care stimulează creșterea. Dar capacitatea de a șterge anumiți cromozomi pentru a testa ideea este nouă, spune Beth Weaver, un biolog de celule canceroase la Universitatea din Wisconsin-Madison, care nu a fost implicat în muncă.

În noua cercetare, Sheltzer, de la Cold Spring Harbor Laboratory din New York, a dezvoltat o metodă de purjare a copiilor suplimentare de cromozomi întregi sau părți de cromozomi din celule. Un tip de celulă de cancer ovarian numit A2780 poartă o copie suplimentară a brațului lung al cromozomului 1, cunoscut sub numele de 1q. Sheltzer a folosit tehnica sa de manipulare pentru a elimina copia suplimentară a 1q din celulele canceroase, apoi a comparat cât de bine au crescut celulele canceroase originale și cele lipsite de 1q în vasele de laborator și atunci când au fost transplantate la șoareci.

Celulele cu brațul cromozomului în exces au format multe colonii mari în vase și au crescut în tumori la șoareci. Dar celulele care au pierdut 1q „abia au crescut deloc”, a spus Sheltzer. „Și-au pierdut aproape în întregime capacitatea de a prezenta o creștere malignă.” Mai mult decât atât, celulele din care brațul suplimentar fusese îndepărtat ulterior, au recăpătat cumva o altă copie, restabilind creșterea celulelor. „Aceste celule dintr-un motiv oarecare chiar, într-adevăr, doresc cu adevărat să aibă trei copii ale acestui braț de cromozom”, a spus el.

Acest rezultat este convingător, spune biologul de celule canceroase Adrian Saurin de la Universitatea Dundee din Scoția. „Este un semn real de dependență, dacă îl iei și reușesc să-l recupereze”, spune el.

Ideea că celulele canceroase pot fi dependente de gene formează baza multor terapii împotriva cancerului, care interferează cu acțiunea genelor care conduc cancerul. Cromozomii, totuși, conțin mii de gene, așa că restrângerea carei dintre acele multe gene sau combinații de gene este sursa dependenței este mult mai complicată.

Dar descoperirea care gene transformă celulele canceroase în dependențe este necesară dacă cercetătorii vor dezvolta vreodată tratamente pentru a anula efectul cromozomilor bonus, spune Saurin. „Probabil că trebuie să înțelegem mult mai mult din biologie [of cancer cells] inainte de [the new
research] devine util din punct de vedere clinic”, spune el. „Dar l-aș putea vedea în viitor.”

Sheltzer a făcut un pas pentru a identifica de ce 1q are celule de cancer ovarian agățate. Brațul cromozomului conține mai mult de 1.000 de gene, dar Sheltzer a găsit un vinovat probabil în genă. MDM4. Gena respectivă produce o proteină care inhibă activitatea p53, o proteină care ajută la prevenirea cancerului. Cu mai multă proteină MDM4 în jur, activitatea de suprimare a tumorii p53 este diminuată, permițând celulelor canceroase să se dezvolte necontrolate, a argumentat Sheltzer.

Pentru a testa această idee, a folosit editorul de gene CRISPR/Cas9 pentru a elimina MDM4
gena din surplusul 1q (SN: 14/8/19). Celulele lipsite de a treia copie a MDM4 a format mai puține colonii în vasele de laborator decât celulele cu trei copii, a descoperit el. Dar experimente suplimentare au arătat că gena nu este singura care stimulează creșterea.

Deocamdată, munca este încă preliminară, iar Sheltzer speră să facă experimente similare cu alte tipuri de cancer pentru a determina dacă dependența de aneuploidie este comună tuturor cancerelor.