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Gli anelli su misura del DNA aiutano la rilevazione di cancro iniziale in mouse, ritrovamenti di studio

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Gli anelli molto piccoli del DNA, le istruzioni di trasporto per la fabbricazione del biomarker anima-rilevabile, possono entrare in entrambe le cellule e cellule tumorali in buona salute. Ma soltanto le cellule tumorali seguono la ricetta per fare il biomarker.

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Immagini: Schioccate una pillola nella vostra bocca e la inghiottite. Si dissolve, liberando le particelle molto piccole che sono assorbite ed inducono soltanto le cellule cancerogene a secernere una proteina specifica nella vostra circolazione sanguigna. I due giorni da oggi, barretta-pungono il campione di sangue esporranno se voi? il cancro ottenuto la VE e perfino dà un'idea generale del relativo limite.

Quello? concetto altamente futuristico dello S.A. Ma la relativa realizzazione può essere soltanto anni, non decadi, via.

I ricercatori della Scuola di Medicina dell'Università di Stanford hanno amministrato una costruzione genetica su misura che consiste degli anelli molto piccoli di DNA, denominati minicircles del DNA, ai mouse. Gli scienziati allora hanno indicato che i mouse con i tumori hanno prodotto una sostanza quel didn tumore-libero dei mouse? la t fa. La sostanza è stata rilevata facilmente 48 ore più successivamente da un'analisi del sangue semplice.

Una carta che descrive i risultati di questo studio di prova-de-principio è stata pubblicata il 23 febbraio in linea negli atti dell'Accademia delle Scienze nazionale.

La tecnica ha il potenziale di applicarsi ad una vasta gamma dei cancri, così qualche giorno clinici potrebbe potere non solo rilevare i tumori, controllare l'efficacia delle terapie del cancro e guidare gli sviluppi delle droghe antitumorali, ma? d'importanza? per per selezionare le popolazioni senza sintomi per i tumori nascenti che potrebbero andare al contrario inosservati fino a che non diventino più grandi e molto più dure per trattare.

Avviamento del biomarker inequivocabile

La caccia per i biomarkers del cancro? presenza delle sostanze di cui in un individuo? l'anima o l'urina di s inbandiera un tumore probabile? è niente di nuovo, ha detto lo studio? autore maggiore di s, Sanjiv? Sam? Gambhir, professore e sedia di radiologia e direttore del centro color giallo canarino a Stanford per individuazione tempestiva del Cancer. I livelli elevati di anima dell'antigene di prostata-specific, per esempio, possono indicare il cancro di prostata e ci sono inoltre biomarkers che a volte segnalano il cancro ovarico e colorettale, ha detto.

Ma mentre i vari tipi del tumore secernono naturalmente le sostanze caratteristiche nell'anima, la sostanza secernuta è in genere specifica al tipo del tumore, con ciascuno che richiede la relativa propria prova separata. Complicando gli argomenti, queste sostanze inoltre sono fatte abbastanza spesso in tessuti sani, così un doesn positivo di risultato della prova? la media di t assolutamente una persona realmente ha cancro. O un tumore? particolarmente piccolo? non può secernere semplicemente abbastanza della sostanza di marchio per essere rilevabile.

Gambhir? la squadra di s sembra trovare un senso forzare c'è ne di numerosi tipi del tumore per produrre un biomarker di cui la presenza nell'anima dei mouse senza ambiguità indica il cancro, perché nessun dei roditori? tessuti? cancerogeno o al contrario? stava facendolo normalmente.

Questo biomarker è una proteina denominata fosfatasi alcalina embrionale secernuta. SEAP sono prodotto naturalmente in embrioni umani poichè forma e si sviluppano, ma esso? s non assente in adulti.

Inganno delle cellule tumorali

Per per ingannare i mouse? le cellule tumorali di s nella fabbricazione del SEAP e nello squirting nella circolazione sanguigna, Gambhir ed i suoi colleghi hanno usato un minicircle del DNA: un anello molto piccolo, artificiale, single-stranded del DNA circa 4.000 nucleotidi nella circonferenza? o approssimativamente un-milionesimo finchè il filo del DNA che deriverebbe dall'allungamento dei tutti e 23 i cromosomi del genoma umano capo a capo.

I minicircles, che hanno contenuto una singola codificazione del gene per SEAP, erano misti con un agente chimico facilitare egualmente il loro assorbimento sia dalle cellule sane che cancerogene.

Davanti al gene, i ricercatori hanno inserito una sequenza del DNA del bicchierino denominata un promotore. I promotori indossano? codice di t per produzione della proteina ma, piuttosto, più come gli interruttori o i reostati stanno dicendo la cellula? macchinario di proteina-fabbricazione di s se e quando realmente fare la proteina che il gene codifica per e quanto. I geni in ogni cellula di tutte le creature multicelled sono preceduti dai promotori. Anche se tutto l'individuo? le cellule di s contengono precisamente gli stessi geni, come? su? il promotore è per un gene dato in una cellula data dipende dalla variazione dei termini locali all'interno di quella cellula particolare a quel tempo particolare.

Il promotore particolare Gambhir ed i suoi colleghi schioccati nel minicircle davanti al gene di SEAP regola normalmente un gene denominato survivin che, in adulti, è soltanto? su? in cellule tumorali. Così, nella teoria, il gene di SEAP sui minicircles Gambhir del DNA? il laboratorio di s generato sarebbe prodotto soltanto in cellule tumorali.

Vogliamo tradurre questa strategia in esseri umani, così noi? la VE la ha regolata in su in un senso quello? s molto probabilmente da essere efficace, sicura e conveniente.

Il promotore di survivin è stato utilizzato negli esperimenti di gene-terapia ed è ben esaminato, Gambhir ha detto. Ha notato che il promotore di survivin è attivato in una vasta gamma dei cancri, compreso tipi ovarici ed altri importanti del seno, del polmone, del tumore.

Per lo studio, i ricercatori hanno iniettato le cellule dalle varietà di cellula umane del melanoma nei mouse del laboratorio. Ordinariamente, un mouse? il sistema immunitario di s attacherebbe tutta la cellula umana iniettata, cancerogena oppure no. Ma questi mouse immune-sono stati compromessi ed i tumori molto piccoli presto numerosi sono stati iniziati per svilupparsi durante i loro corpi, particolarmente in loro polmoni. Altri mouse dello stesso sforzo sono stati dati le iniezioni altrimenti-identiche che didn? la t contiene le cellule tumorali; didn? la t sviluppa i tumori.

Circa due settimane più successivamente, gli animali? l'anima è stata controllata per assicurarsi che i loro livelli della linea di base di SEAP fossero zero. Allora i ricercatori hanno iniettato i minicircles per via endovenosa negli animali? munisca le vene ed i livelli di coda misurati di SEAP nei mouse? anime di s un, tre, sette, 11 e 14 giorni più successivamente. In 48 ore, SEAP era presente nell'anima dei mouse con i tumori, ma non in quanto degli animali tumore-liberi. Quel segnale ha cominciato a diminuire nella resistenza fin da 72 ore di alberino-iniezione, sbiadicentesi all'insignificanza nelle due settimane prossime o così. La relativa resistenza massima ha variato con il volume totale del tumore in un mouse? polmoni di s, suggerenti che la prova possa essere sensibile non solo alla presenza di cancro ma anche nella relativa misura.

Vantaggi dei minicircles

I minicircles del DNA trasportano i vantaggi sopra i cavalli di lavoro esperti di gene-terapia quali i virus defanged o gli anelli naturali dei plasmidi denominati DNA, che i batteri vendono avanti e indietro con i plasmidi dei geni di antibiotico-resistenza contengono spesso. I minicircles del DNA difettano dell'apparecchio per la replica all'interno di una cellula. D'importanza? re anche incapace di integrata a caso in una cellula ospite? genoma di s? e, possibilmente, a destra nella metà di un gene, interrompente quel gene? funzionamento di s. Né contengono le stirate di DNA batterico che potrebbero trarre una forte risposta immunitaria fuori nella gente, come i virus ed i plasmidi fanno.

? Vogliamo tradurre questa strategia in esseri umani, così noi? la VE la ha regolata in su in un senso quello? s molto probabilmente da essere efficace, sicura e conveniente? Gambhir detto, che è inoltre la Virginia e professore di D.K. Ludwig per ricerca clinica nella ricerca sul cancro. Anche se i minicircles sono stati iniettati per via endovenosa nei mouse in questo studio, dovrebbe finalmente dimostrare possibile trasportarle oralmente via una pillola, ha detto. ? Noi porto? la t lo ha ridotto ad una pillola ancora, ma la parte orale di consegna di questa è probabile un problema solubile? soltanto alcuni anni fuori, non cinque o 10 anni fuori.?

Richiederà molto più tempo che quello per dimostrare che il metodo è sicuro da utilizzare in esseri umani, benchè, Gambhir ammonisca. Finalmente, egli disse, prevede le variazioni, come aggiunta del secondo gene ai minicircles. Per esempio, se i minicircles comprendessero una codificazione del gene per una proteina che rimane all'interno di una cellula tumorale invece di secrezione e può essere imaged a distanza, potrebbero permettere non solo alla rilevazione di piccolo tumore nascosto all'interno di un organo quali il fegato, polmone o pancreas, ma la localizzazione di relativa posizione. Un gene per il trattamento del cancro ha potuto anche aggiungersi ai minicircles, permettendo che i medici li usino per sia la diagnosi che la terapia.

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