Memetakan misteri sel induk darah

Memetakan misteri sel induk darah


Newswise – Ilmuwan Putri Margaret telah mengungkapkan bagaimana sel punca dapat menghasilkan sel darah baru sepanjang hidup kita dengan melihat area luas materi genetik kita yang belum dipetakan yang menyimpan petunjuk penting untuk perubahan biologis halus dalam sel-sel ini.

Temuan yang diperoleh dari mempelajari darah normal, dapat digunakan untuk meningkatkan metode transplantasi sel induk, dan juga dapat menjelaskan proses yang terjadi pada sel kanker yang memungkinkan mereka bertahan dari kemoterapi dan kambuh ke dalam pertumbuhan kanker bertahun-tahun setelah pengobatan.

Menggunakan teknologi sekuensing canggih untuk melakukan profil seluruh genom dari lanskap epigenetik sel punca manusia, penelitian ini mengungkapkan informasi penting tentang bagaimana gen diatur melalui pelipatan kromatin tiga dimensi.

Kromatin terdiri dari DNA dan protein, yang terakhir mengemas DNA menjadi struktur kompak, dan ditemukan di inti sel. Perubahan struktur kromatin terkait dengan replikasi DNA, perbaikan dan ekspresi gen (menghidupkan atau mematikan gen).

Penelitian oleh Ilmuwan Senior Princess Margaret Cancer Center Drs. Mathieu Lupien dan John Dick diterbitkan di Sel induk sel, Rabu, 25 November 2020.

“Kami tidak memiliki pandangan yang komprehensif tentang apa yang membuat sel punca berfungsi dengan cara tertentu atau apa yang membuatnya bekerja,” kata Dr. Dick, yang juga seorang Profesor di Departemen Genetika Molekuler, Universitas Toronto.

“Sel induk biasanya tidak aktif tetapi mereka perlu diaktifkan sesekali untuk menjaga agar sistem darah tetap berjalan. Memahami transisi ke aktivasi ini adalah kunci untuk dapat memanfaatkan kekuatan sel induk untuk terapi, tetapi juga untuk memahami bagaimana sel ganas mengubah keseimbangan ini.

“Sel induk sangat kuat, kuat dan langka. Tapi itu adalah ujung pisau, apakah mereka diaktifkan untuk mengisi sel darah baru sesuai permintaan, atau menjadi nakal untuk membelah dengan cepat dan mengembangkan mutasi, atau diam diam, dalam keadaan murni. ”

Memahami apa yang mengubah ujung pisau itu menjadi berbagai keadaan sel induk telah membingungkan para ilmuwan selama beberapa dekade. Sekarang, dengan penelitian ini, kami memiliki pemahaman yang lebih baik tentang apa yang mendefinisikan sel punca dan membuatnya berfungsi dengan cara tertentu.

“Kami sedang menjelajahi wilayah yang belum dipetakan,” kata Dr. Mathieu Lupien, yang juga seorang Profesor Madya di Departemen Biofisika Medis, Universitas Toronto. “Kami harus melihat ke dalam origami genom sel untuk memahami mengapa beberapa sel dapat memperbarui diri sepanjang hidup kami sementara yang lain kehilangan kemampuan itu. Kami harus melihat melampaui apa yang bisa dikatakan oleh genetika saja. ”

Dalam penelitian ini, para ilmuwan memusatkan perhatian pada daerah genom tanpa kode yang sering diabaikan: bentangan luas DNA yang bebas dari gen (yaitu yang tidak mengkode protein), tetapi tetap menyimpan elemen pengatur penting yang menentukan apakah gen dihidupkan atau dimatikan. .

Tersembunyi di antara DNA tanpa kode ini – yang menyusun sekitar 98% genom – adalah elemen penting yang tidak hanya mengontrol aktivitas ribuan gen, tetapi juga berperan dalam banyak penyakit.

Para peneliti memeriksa dua sel induk hematopoietik manusia yang berbeda atau sel yang belum matang yang melalui beberapa langkah untuk berkembang menjadi berbagai jenis sel darah, seperti sel darah putih atau merah, atau trombosit.

Mereka mengamati sel induk hematopoietik jangka panjang (HSC) dan HSC jangka pendek yang ditemukan di sumsum tulang manusia. Para peneliti ingin memetakan mesin seluler yang terlibat dalam keadaan “dormansi” sel jangka panjang, dengan kemampuan memperbaharui diri secara terus menerus, dibandingkan dengan sel jangka pendek yang lebih prima, aktif dan “siap pakai”. yang dapat bertransisi dengan cepat ke dalam berbagai sel darah.

Para peneliti menemukan perbedaan dalam struktur kromatin tiga dimensi antara dua jenis sel induk, yang signifikan karena cara kromatin disusun atau dilipat dan diputar memengaruhi bagaimana gen dan bagian lain dari genom kita diekspresikan dan diatur.

Menggunakan teknik pemetaan 3D mutakhir, para ilmuwan mampu menganalisis dan menghubungkan jenis sel induk jangka panjang dengan aktivitas protein lipat kromatin CTCF dan kemampuannya untuk mengatur ekspresi 300 gen untuk mengontrol jangka panjang. istilah, pembaruan diri.

“Hingga saat ini, kami belum memiliki pandangan yang komprehensif tentang apa yang membuat sel punca berfungsi dengan cara tertentu,” kata Dr. Dick, menambahkan bahwa 300 gen mewakili apa yang sekarang dianggap para ilmuwan sebagai “esensi” dari batang jangka panjang. sel.

Dia menambahkan bahwa sel dorman jangka panjang adalah “perlindungan” dari keganasan, karena mereka dapat bertahan dalam waktu lama dan menghindari pengobatan, berpotensi menyebabkan kekambuhan beberapa tahun kemudian.

Namun, sel induk jangka pendek yang siap untuk menjadi aktif, membelah dan bereproduksi lebih cepat daripada yang jangka panjang, dapat mengumpulkan lebih banyak mutasi, dan terkadang ini dapat berkembang menjadi kanker darah, tambahnya.

“Penelitian ini memberi kita wawasan tentang aspek bagaimana kanker dimulai dan bagaimana beberapa sel kanker dapat mempertahankan sifat seperti sel induk yang memungkinkan mereka bertahan dalam jangka panjang,” kata Dr. Dick.

Dia menambahkan bahwa pemahaman yang lebih dalam tentang sel punca juga dapat membantu transplantasi sel punca untuk pengobatan kanker darah di masa depan, dengan berpotensi menstimulasi dan menumbuhkan sel-sel ini secara ex vivo (keluar dari tubuh) untuk meningkatkan transplantasi.

Penelitian ini didukung oleh The Princess Margaret Cancer Foundation, Ontario Institute for Cancer Research, Canadian Institutes for Health Research (CIHR), Medicine by Design, University of Toronto, Canadian Cancer Society Research Institute, dan Terry Fox Research Institute.

Minat Bersaing

Dr. John Dick bertugas di SAB di Trillium Therapeutics, dan memiliki kepentingan kepemilikan (termasuk paten) di Trillium Therapeutics. Dia juga melaporkan menerima hibah penelitian komersial dari Celgene.

Tentang Princess Margaret Cancer Center

Princess Margaret Cancer Center telah mencapai reputasi internasional sebagai pemimpin global dalam perang melawan kanker dan memberikan obat kanker yang dipersonalisasi. Putri Margaret, salah satu dari lima pusat penelitian kanker internasional teratas, adalah anggota Jaringan Kesehatan Universitas, yang juga mencakup Rumah Sakit Umum Toronto, Rumah Sakit Toronto Western, Institut Rehabilitasi Toronto, dan Institut Pendidikan Michener di UHN. Semuanya adalah rumah sakit penelitian yang berafiliasi dengan University of Toronto. Untuk informasi lebih lanjut: www.theprincessmargaret.ca


Diposting Oleh : http://54.248.59.145/

About the author