Cancergenen MYC styr utvecklingen av embryonala stamceller

Gen MYC med signifikant inflytande på embryonal utveckling
Under lång tid var den verkliga funktionen av cancergenen MYC oklart. Nu har forskare vid tyska Cancer Research Center (DKFZ) i Heidelberg fann att MYC styr utvecklingen av stamceller i tidig embryonal fas, men kan gynna senare skede ungefär samma effekt bildandet av metastaser. Forskarna publicerade sina resultat i tidskriften "Cell".

Enligt DKFZ kan många typer av cancer betraktas: Ju mer MYC de producerar desto mer aggressiva växer tumörerna. Men forskarna märkte att MYC också är aktiv i embryonala stamceller. Nu ledde laget av Andreas Trumpp från det tyska Cancer Research Center att genen kontrollerar utvecklingen av stamceller. I naturen observeras effekten, till exempel i hjort i form av den så kallade "vila" eller "diapause".

I musblastocyter verkar cancergenen MYC att kontrollera det biokemiska omkopplingsläget (diapause). (Bildkrediter: Andreas Trumpp, DKFZ / HI-STEM)

Reproduktion anpassad till miljöförhållanden
"För att kunna födda sina unga på bästa möjliga tid tar många djurarter en paus i utvecklingen av deras embryon", förklarar DKFZ. Genom denna så kallade diapause reproduktiv anpassad till miljöförhållandena. Till exempel skulle rådjur "föddes efter en dräktighet period på ungefär tio månader i början av sommaren -. När det är varmt och livsmedelsförsörjningen för mamman rika" Egentligen forskarna var sex månader tillräckliga för utvecklingen av embryon enligt uttalandet ", men sedan kom in Parning på sensommaren fostrade unga djur redan på vintern till världen. "Genom en hormonstyrd utvecklingsbrytning av de tidiga embryonerna, förlängs därför graviditeten av naturen.

Biokemisk sömnstatus
Forskarna i DKZ och stamcellsinstitutet HI-STEM kunde nu bevisa att denna process styrs av cancergenen MYC. När MYC är avstängd, faller embryonala stamceller och tidiga musembryon i ett reversibelt biokemiskt sov tillstånd, enligt DKFZ. Onaffekterad, förblir emellertid cellernas förmåga att utvecklas till alla kroppens olika celltyper. De sovande cellerna levde kvar och behöll sin stamcellsidentitet, forskarna betonar. Cellerna skulle fortsätta att ha de viktiga "stamcellsfaktorerna" som gör att de kan skilja sig i mer än 200 olika celltyper av kroppen.

MYC: s funktion hittills oklart
För att utforska funktionen av genen MYC har forskarna använt embryonala stamceller från möss vars båda MYC-gener (c-myc och N-myc) de skulle kunna vara specifikt, kommunikationen av DKFZ. Enligt forskarna minskade "embryonala MYC-negativa stamceller" kraftigt aktiviteten hos de gener som är avgörande för celldelning, celltillväxt och metabolism. Cellerna placerades i ett slags biokemiska viloläge "som påminner oss starkt av processen för diapaus, den hittills helt missförstått", betonar Roberta Scognamiglio, första författare den aktuella studien. Detta skulle "tidiga embryon, som kallas blastocyster, i ett sömnliknande tillstånd utan tillväxt och praktiskt taget ingen metabolism före implantation i livmodern", tillade.

MYC ansvarar också för diapausen?
För att ta reda på om genen MYC är också ansvarig för diapaus forskarna jämförde aktiviteten hos alla gener i MYC-negativa embryonala stamceller med de i paus mus blastocyster. I båda fallen hade, förutom MYC, samma gengrupper inaktiverats, enligt uttalandet av DKFZ. Dessa var "huvudsakligen de gener som kontrollerar proteinsyntes och celltillväxt. Däremot producerades stamcellsfaktorerna oförändrade ", rapporterar det tyska cancerforskningscentret. När normala blastocyster i odlingsskålen behandlades med MYC-hämmaren föll de i ett diapaus-liknande tillstånd. Efterföljande överföring av sovande embryon i surrogatmöss växte de enligt forskarna till normala unga djur.

Sömnstillstånd helt reversibel
"För att inducera diapause eller att lägga embryonala stamceller i ett viloläge är det tillräckligt att stänga av cancergenen MYC", förklarar Andreas Trumpp. Stamcellernas potential påverkas inte av detta. "Det här är en mycket speciell egenskap hos stamceller, eftersom alla andra celltyper dör efter MYC-blockad", säger experten. Dessutom är tillståndet reversibelt. Omedelbart efter avbrott av inhibitorn skulle cellerna ha återupptatt RNA, protein och DNA-syntes och proliferera i obestämd tid. "Efter reaktivering av MYC kan de sovande embryon utvecklas till friska djur", rapporterar DKFZ.

Tillväxt av metastaser som påverkas av MYC?
Enligt forskarna är MYC sannolikt att ha en katastrofal effekt på cancerstamceller, speciellt på vilande metastatiska stamceller. Den senare kunde passera genom blodbanan i utländska organ under deras migrering och komma under påverkan av signalmolekyler, såsom de som uppstår vid inflammation. Sålunda kan MYC-produktionen återstimuleras, vilket får dem att bli metastaser. "Vi försöker nu utveckla strategier för att attackera sådana farliga sovarceller med en MYC-blockad", förklarar stamcellsforskaren Andreas Trumpp. (Fp)