Weill Cornell Medicine’deki araştırmacılar, omurganın vertebral kemiklerinin, tümör metastazını teşvik eden MFGE8 proteinini salgılayan benzersiz bir kök hücre türünden oluştuğunu buldu. Bu keşif, omurga bozuklukları ve tümörlerin sıklıkla omurgaya yayılmasının nedenleri hakkında bilgi sağlar ve ortopedi ve onkolojide yeni tedavilerin önünü açabilir.
Omurga kemikleri benzersiz bir kök hücre türünden kaynaklanır. Weill Cornell Medicine’deki araştırmacılar tarafından yürütülen bir araştırmaya göre, tümör metastazlarını destekleyen bir protein salgılıyor. Bu buluş, omurga bozukluklarına yönelik yeni bir araştırma dizisinin önünü açıyor, katı tümörlerin neden sıklıkla omurgaya metastaz yaptığına ve yeni ortopedik ve kanser tedavilerine yol açabileceğine ilişkin bilgiler sağlıyor.
13 Eylül’de yayınlanan çalışmada Nature’da araştırmacılar, vertebral kemiğin diğer kemik yapıcı kök hücrelerden farklı bir kök hücreden türetildiğini keşfettiler. Vertebral kök hücrelerden yapılmış kemiğe benzer “organoitler” kullanarak, tümörlerin bilinen bacak kemikleri gibi uzun kemiklerden ziyade omurgaya yayılma eğiliminin, büyük ölçüde bu kök hücreler tarafından salgılanan MFGE8 adı verilen bir proteinden kaynaklandığını gösterdiler. hücreler.
“Tercihen omurgayı ilgilendiren birçok kemik hastalığının, vertebral kemik kök hücrelerinin farklı özelliklerine atfedilebileceğinden şüpheleniyoruz” dedi, çalışmanın kıdemli yazarı, patoloji ve laboratuvar tıbbı doçenti Dr. Matthew Greenblatt ve Weill Cornell Tıp’taki Sandra ve Edward Meyer Kanser Merkezi’nin üyesi ve NewYork-Presbiteryen/Weill Cornell Tıp Merkezi’nde patolog.
Son yıllarda Dr. Greenblatt ve diğer bilim insanları farklı kemik türlerinin bulunduğunu keşfettiler. Farklı türdeki kemik kök hücrelerinden türetilir. Omurgalar, kol ve bacak kemikleri gibi diğer kemiklerle karşılaştırıldığında, yaşamın erken dönemlerinde farklı bir yol boyunca geliştiğinden ve aynı zamanda farklı bir evrimsel yörüngeye sahip gibi göründüğünden, Dr. Greenblatt ve ekibi, farklı bir vertebral kök hücrenin muhtemelen var olduğu hipotezini öne sürdü. .
Araştırmacılar, genel olarak iskelet kök hücreleri olarak bilinen ve tüm kemik ve kıkırdakları oluşturan hücreleri, bu tür hücrelerin bilinen yüzey protein işaretleyicilerine dayanarak laboratuvar farelerindeki farklı kemiklerden izole ederek işe başladılar. Daha sonra omur kemiğiyle ilişkili olanlar için farklı bir model bulup bulamayacaklarını görmek amacıyla bu hücrelerdeki gen aktivitesini analiz ettiler.
Omurgayı oluşturan yeni bir kök hücre, bir modele nakledildi. organizmanın minyatür bir omurga kemiği (kırmızı) oluşturmasına izin verildi. Meme kanseri tümör hücreleri (yeşil) kemiği istila etti ve bu yeni omurga kök hücresinin meme kanseri hücrelerini toplamaktan sorumlu olduğunu gösterdi. Kredi: Jun Sun
Bu çaba iki önemli bulguyu ortaya çıkardı. Birincisi, bir bütün olarak iskelet kök hücrelerinin yeni ve daha doğru bir yüzey işaretleyicisine dayalı tanımıydı. Bu yeni tanım, eski kök hücre tanımına dahil edilen, kök hücre olmayan bir dizi hücreyi hariç tutuyor, dolayısıyla bu alanda daha önce yapılan bazı araştırmaları gölgeliyordu.
İkinci bulgu, farklı kemiklerden alınan iskelet kök hücrelerinin gerçekten de gen aktiviteleri sistematik olarak değişmektedir. Ekip, bu analizden yola çıkarak vertebral kök hücreler için farklı bir dizi belirteç belirledi ve farelerde ve laboratuvar kabı hücre kültürü sistemlerinde yapılan ileri deneylerde bu hücrelerin omurga kemiği oluşumundaki işlevsel rollerini doğruladı.
Araştırmacılar bundan sonra diğer kemik türleriyle karşılaştırıldığında, omurganın meme, prostat ve akciğer tümörü metastazı dahil olmak üzere tümör metastazlarına olan göreceli çekiciliği olgusunu araştırdı. 1940’lı yıllara dayanan geleneksel teori, bu “spinal tropizm”in, metastazları uzun kemiklere değil omurgaya tercihli olarak ileten kan akışı düzenleriyle ilgili olduğu yönündedir. Ancak araştırmacılar, omurga tropizmi olgusunu hayvan modellerinde yeniden ürettiğinde, kan akışının açıklama olmadığını gösteren kanıtlar buldular; hatta olası suçlular olarak vertebral kök hücrelere işaret eden bir ipucu buldular.
“Gözlemledik” Greenblatt laboratuvarında doktora sonrası araştırmacı olan çalışmanın ilk yazarı Dr. Jun Sun, metastatik tümör hücrelerinin ilk tohumlanma yerinin ağırlıklı olarak vertebral kök hücrelerin ve onların yavru hücrelerinin bulunacağı kemik iliği bölgesinde olduğunu söyledi.
Daha sonra ekip, vertebral kök hücrelerin çıkarılmasının, omurga kemikleri ile uzun kemikler arasındaki metastaz oranlarındaki farkı ortadan kaldırdığını buldu. Sonuçta, uzun kemik kök hücrelerine kıyasla vertebral tarafından daha yüksek miktarlarda salgılanan bir protein olan MFGE8’in, spinal tropizme önemli bir katkıda bulunduğunu belirlediler. Bulguların insanlardaki uygunluğunu doğrulamak amacıyla ekip, fare vertebral kök hücrelerinin insandaki benzerlerini belirlemek ve özelliklerini karakterize etmek amacıyla Özel Cerrahi Hastanesi’ndeki araştırmacılarla işbirliği yaptı.
Araştırmacılar şimdi bunun için yöntemler araştırıyor. kanser hastalarında omurga metastazı riskini azaltmak için MFGE8’i bloke eder. Daha genel olarak Dr. Greenblatt, vertebral kök hücrelerin ayırt edici özelliklerinin omurga bozukluklarına nasıl katkıda bulunduğunu incelediklerini söyledi.
“Ortopedide omurga ortopedisi adı verilen bir alt disiplin var ve biz bu alandaki koşulların çoğunun klinik kategorisinin az önce tanımladığımız bu kök hücreyle ilgisi var,” dedi Dr. Greenblatt.
Referans: “Metastazı yönlendiren vertebral iskelet kök hücre soyu” Yazan: Jun Sun, Lingling Hu, Seoyeon Bok, Alisha R. Yallowitz, Michelle Cung, Jason McCormick, Ling J. Zheng, Shawon Debnath, Yuzhe Niu, Adrian Y. Tan, Sarfaraz Lalani, Kyle W. Morse, Daniel Shinn, Anthony Pajak, Mohammed Hammad, Vincentius Jeremy Suhardi, Zan Li, Na Li, Lijun Wang, Weiguo Zou, Vivek Mittal, Mathias P. G. Bostrom, Ren Xu, Sravisht Iyer ve Matthew B. Greenblatt, 13 Eylül 2023, Doğa.
DOI: 10.1038/s41586-023-06519-1