O descoperire care ar putea ajuta la prezicerea celulelor care se vor transforma în cancer

A fost creat un catalog al celulelor mamare pentru a identifica originea cancerului și a prezice ce celule s-ar putea transforma în celule canceroase.

Țesutul mamar se schimbă radical de-a lungul vieții unei femei; de aceea este deosebit de dificil să se găsească un marker biologic pentru modificările bruște care pot duce la cancer. Dr. Camila dos Santos, conferențiară la Laboratorul Cold Spring Harbor (CSHL), și echipa sa au identificat mii de tipuri de celule mamare normale umane și de șoarece și au creat un catalog al celulelor mamare. Noul catalog redefinește țesutul mamar sănătos și le oferă astfel oamenilor de știință posibilitatea de a identifica originea transformării canceroase sau a altor modificări ale țesutului mamar.

Orice celulă mamară se poate transforma în celulă canceroasă. Dos Santos spune: "Cancerul de sân și riscul său pot fi înțelese numai dacă înțelegeți mai întâi celulele mamare normale; astfel, când ne gândim la tratamente preventive și chiar țintite, împiedicați transformarea tipurilor potrivite de celule în celule canceroase."

Figura-1: Țesutul mamiferelor este alcătuit din diferite celule, inclusiv celule epiteliale (roz), imunitare (cyan / turcoaz) și adipoase (negru), vizibile în această secțiune transversală a țesutului mamar de șoarece.

Metoda tradițională de a crea un catalog al celulelor este urmărirea câtorva gene specifice funcției celulei. Pentru a clasifica mai cuprinzător celulele, echipa lui Dos Santos a apelat la secvențierea RNA la nivel de celulă unică (single cell rna sequencing), o tehnică relativ nouă. Echipa, în peste 15000 de celule din țesutul mamar uman și de șoarece, a urmărit activitatea câtorva gene. Samantha Henry, masterandă în laboratorul lui Dos Santos de la Universitatea Stony Brook, a descris studiul astfel: "Într-adevăr, am creat pentru fiecare grup celular un catalog format din multe gene, pentru a le identifica mai bine."

Diversitatea celulară în țesutul mamar

Un grup celular cuprinde de obicei celule cu receptori estrogenici pozitivi. Totuși, echipa lui dos Santos a constatat că acest grup poate fi împărțit în mai multe subgrupuri, fiecare putând răspunde diferit la tratamente. În acest scop, analizând țesuturile mamare prelevate de la femei nulipare (care nu au născut niciodată), fără cancer, echipa a obținut un ansamblu de celule mamare (hTM) care reprezintă clustere formate din celule epiteliale mamare (EPCAM+), celule mieloide (SERPINE1+), limfocite T (CD3E+), limfocite B (MS4A1+), celule asemănătoare celor endoteliale Claudin 5 (CLDN5) și celule asemănătoare fibroblastelor (MYLK+) (Figura-2A).

Figura-2: A) Graficul UMAP al distribuției clusterelor din întregul țesut mamar necanceros prelevat de la femei nulipare (n=5, hTM). B) Grafice UMAP care arată nivelurile de expresie ale mRNA EPCAM, SERPINE1, CD3E, MS4A1, CLDN5 și MYLK în clusterele hTM.

Figura-3: A) Diagramă cu puncte și ramificare a dendrogramei care arată media și procentul genelor exprimate ce disting și clasifică clusterele liniilor celulare epiteliale (hEC). B) Proiecția hărții de difuzie care arată o organizare a traiectoriei transcripționale a clusterelor hEC, ghidată de Monocle. Săgețile sugerează că o posibilă parte a destinului de progenitor bipotențial al celulelor (hEC3) duce la progenitori mioepiteliali (hEC5) și la progenitori luminali prezumați (hEC2 și hEC4).

În colaborare cu profesorul de biologie computațională Adam Siepel de la CSHL și echipa sa, echipa lui Santos a arătat, de asemenea, că celulele mamare umane și de șoarece au profiluri genetice similare și de ce studiile pe șoareci pot fi relevante pentru oameni. Marygrace Throusdell, specialistă în științe computaționale în laboratorul lui Dos Santos, a declarat: „Ne confruntăm mereu cu dificultatea de a clasifica clar anumite tipuri celulare. Uneori văd fiecare genă acolo și apoi mă gândesc că va apărea altceva.”

În prezent, laboratorul încearcă să separe modificările genetice normale de cele asociate cancerului. Dos Santos și-a exprimat speranța că lista tipurilor de celule mamare va arăta ce tipuri celulare sunt implicate și va orienta cercetările către opțiuni de tratament în viitor.