Baylor medicinos koledžo ir Teksaso vaikų ligoninės Jano ir Dano Duncanų neurologinių tyrimų instituto mokslininkai žmogaus smegenyse atskleidė naują ląstelių tipą.
Tyrimas, paskelbtas m Vėžio ląstelė atskleidžia, kad trečdalis gliomos, tam tikros rūšies smegenų auglio, ląstelių skleidžia elektros impulsus. Įdomu tai, kad impulsai, dar vadinami veikimo potencialais, kilę iš naviko ląstelių, kurios yra dalis neuronų ir dalis glia, patvirtinančių novatorišką idėją, kad neuronai nėra vienintelės ląstelės, galinčios generuoti elektrinius signalus smegenyse.
Mokslininkai taip pat išsiaiškino, kad ląstelės, turinčios hibridinių neuronų-glia savybių, yra ne naviko žmogaus smegenyse. Išvadose pabrėžiama, kaip svarbu toliau tirti šių naujai nustatytų ląstelių vaidmenį tiek gliomai, tiek normaliai smegenų funkcijai.
„Gliomos yra labiausiai paplitę centrinės nervų sistemos navikai, kasmet diagnozuojama 12 000 atvejų“, – sakė profesorius dr. Cancer Neuroscience, Dan L Duncan Visapusio vėžio centro Baylor mieste narys ir Jano ir Dano Dankanų neurologinių tyrimų instituto pagrindinis tyrėjas.
„Šie navikai yra visuotinai mirtini ir turi niokojantį poveikį neurologinėms ir kognityvinėms funkcijoms. Ankstesni tyrimai parodė, kad pacientų išgyvenamumas yra susijęs su naviko proliferacija ir invaziškumu, o tam įtakos turi vidiniai ir išoriniai naviko veiksniai, įskaitant ryšį tarp naviko ląstelių ir neuronų. gyventi smegenyse“.
Tyrėjai anksčiau aprašė, kad glioma ir aplinkiniai sveiki neuronai jungiasi vienas su kitu ir kad neuronai bendrauja su navikais būdais, kurie skatina naviko augimą ir invaziškumą.
„Jau kurį laiką žinome, kad naviko ląstelės ir neuronai sąveikauja tiesiogiai“, – sakė pirmoji autorė dr. Rachel N. Curry, Baylor pediatrijos ir neuroonkologijos mokslų daktarė, atsakinga už projekto koncepciją.
„Tačiau vienas klausimas, kuris visada kirbėjo mano galvoje, buvo: „Ar vėžinės ląstelės yra elektra aktyvios? Norėdami teisingai atsakyti į šį klausimą, mums reikėjo žmogaus mėginių tiesiai iš operacinės. Tai užtikrino, kad ląstelių biologija būtų kiek įmanoma išsaugota.
Siekdama ištirti gliomos ląstelių gebėjimą stiprinti elektrinius signalus ir identifikuoti ląsteles, kurios gamina signalus, komanda naudojo Patch-sequencing – metodų derinį, integruojantį visos ląstelės elektrofiziologinius įrašus, kad būtų galima išmatuoti smailėjančius signalus su vienos ląstelės RNR sekos nustatymu ir ląstelių struktūros analizė, siekiant nustatyti ląstelių tipą.
Elektrofiziologinius eksperimentus atliko mokslinis bendradarbis ir pirmasis autorius dr. Qianqian Ma korespondencijos autoriaus, neurologijos docento dr. Xiaolong Jiang laboratorijoje. Šis naujoviškas metodas anksčiau nebuvo naudojamas tiriant žmogaus smegenų auglio ląsteles.
„Mes tikrai nustebome, kad šios naviko ląstelės turėjo unikalų morfologinių ir elektrofiziologinių savybių derinį“, – sakė Ma. – Niekada anksčiau nebuvome matę nieko panašaus žinduolių smegenyse.
„Visas šias analizes atlikome atskirose ląstelėse. Išanalizavome jų individualų elektrofiziologinį aktyvumą. Išskyrėme kiekvienos ląstelės turinį ir sekvenavome RNR, kad nustatytų ląstelėje aktyvius genus, o tai mums parodo, kokio tipo ląstelė yra”, – sakė Deneen. .
„Mes taip pat nudažėme kiekvieną ląstelę dažais, kurie vizualizuotų jos struktūrines ypatybes.”
Integruojant šį didžiulį individualių duomenų kiekį, mokslininkai turėjo sukurti naują būdą juos analizuoti.
„Siekdami apibrėžti smailėjančias ląsteles ir nustatyti jų tapatybę, sukūrėme skaičiavimo įrankį – Single Cell Rule Association Mining (SCRAM) – kiekvieną ląstelę atskirai komentuoti“, – sakė bendraautorius, dr. Akdes Serin Harmanci, neurochirurgijos docentas. Bayloras.
„Nuostabu, kad tiek daug gliomos ląstelių yra elektra aktyvios, nes tai prieštarauja tvirtai neurologijos koncepcijai, teigiančiai, kad iš visų smegenų ląstelių tipų neuronai yra vieninteliai, kurie skleidžia elektrinius impulsus“, – sakė Curry. pasakė.
„Kiti pasiūlė, kad kai kurios glia ląstelės, žinomos kaip oligodendrocitų pirmtakų ląstelės (OPC), gali sukelti elektrinius impulsus graužikų smegenyse, tačiau tai patvirtinti žmonėms pasirodė sudėtinga užduotis. Mūsų išvados rodo, kad žmogaus ląstelės, išskyrus neuronus, gali sukelti elektros impulsus. Kadangi suaugusiųjų smegenyse yra apie 100 milijonų šių OPC, reikėtų toliau tirti šių ląstelių elektrinį indėlį.
„Be to, išsami duomenų analizė parodė, kad gliomos navikų hibridinės ląstelės turėjo tiek neuronų, tiek OPC ląstelių savybių”, – sakė Harmanci. „Įdomu tai, kad radome ne naviko ląsteles, kurios yra neuronų ir glia hibridų, o tai rodo, kad ši hibridinė populiacija ne tik vaidina gliomos augimą, bet ir prisideda prie sveikos smegenų funkcijos.
„Išvados taip pat rodo, kad dygliuotų hibridinių ląstelių dalis gliomoje gali turėti prognostinę reikšmę“, – sakė bendraautorius Dr. Ganesh Rao, Marc J. Shapiro profesorius ir Baylor neurochirurgijos katedros vedėjas.
„Duomenys rodo, kad kuo daugiau šių hibridinių gliomos ląstelių turi pacientas, tuo geresnis išgyvenamumas. Ši informacija yra labai vertinga pacientams ir jų gydytojams.”
„Šis darbas yra plataus vienodo bendradarbiavimo tarp kelių disciplinų – neurochirurgijos, bioinformatikos, neurologijos ir vėžio modeliavimo – disciplinų, kurias tvirtai palaiko pažangiausios Baylor grupės, rezultatas“, – sakė Deneen.
„Rezultatai suteikia geresnį supratimą apie gliomos navikus ir normalią smegenų funkciją, sudėtingą bioinformatikos vamzdyną, skirtą sudėtingoms ląstelių populiacijoms analizuoti ir galimą prognostinį poveikį pacientams, sergantiems šia niokojančia liga.”