Felaktiga gener är viktiga triggers och drivkrafter för cancer, och ju mer kunskap vi har om dem individuellt, desto bättre kan vi förutsäga, spåra och behandla sjukdomen på ett sätt som är specifikt för enskilda patienters specifika genetiska promotorer. För att göra detta behöver forskare modeller som är så realistiska som möjligt. Cell- och djurmodeller hjälper, men de möter inte behovet på vävnadsnivå. Nu, med hjälp av vävnadsteknikstekniker har forskare skapat en mänsklig kolonmodell som gör det möjligt för dem att identifiera och spåra de gener som driver kolorektal cancer från initial onormal massa till invasiv tumör.

Den vävnadsmekaniserade modellen tillåter forskarna att spåra de genetiska förändringarna som driver kolorektal cancer från in situ till invasiv tumör under några veckor.

Bildkrediter: Joyce Chen / Weill Cornell

Den nya "organoid" -modellen är skapandet av forskare från Cornell University i Ithaca, NY, Weill Cornell Medicine i New York, NY och andra kollegor som rapporterar sitt arbete i tidskriften Naturbioteknik .

Co-senior författare Michael Shuler, Samuel B. Eckert professor i teknik vid Cornell, säger:

"Du kan inte riktigt göra experiment mycket bra på mänsklig vävnad, så att ha ett mänskligt system, som låter dig titta på genetiken i samband med en kontrollerad miljö, är en ganska kraftfull teknik."

För några år sedan utvecklade forskare en metod som heter "framåtgenetik" för att identifiera vilka genetiska förändringar som ledde till sjukdom. Metoden, som ofta används i fruktflugor, innefattar att skapa slumpmässiga mutationer och sedan se vilka muterade genkluster som ger upphov till sjukdomsegenskaperna.

Den nya kolonmodellen gör det möjligt för forskare att screena för förändrade gener som utlöser och driver kolorektal cancer med hjälp av ett framåtgenetik.

För att göra modellen slängde laget först celler från normal mänsklig kolonvävnad - men utan att ta bort de molekyler som håller cellerna på plats och ge vävnaden sin form (den extracellulära matrisen). De repopulerade sedan denna återstående ram med celler skördade från prover tas under cancerpatient kolonoskopier, och även från kommersiella källor.

Tanken är att "recellularized colon-modellen" skapar en mjukmiljömiljö i millimeterskala som gynnar uttrycket av de cancerframkallande generna.

Från in situ till invasion i veckor

Sedan, med hjälp av en teknik som kallades "Sleeping Beauty Transposon System", spårade teamet de genetiska förändringarna som ägde rum i kolonmodellen som överensstämde med tidigt stadium av kolorektal cancer.

Efter att ha kört ett antal test, bekräftade forskarna att modellen återger huvuddragen i kolorektal cancerprogression. Den rekapitulerar dem från in situ, lokaliserad tumör, till invasion på några veckor.

De identifierade 38 förare gener, inklusive sex som inte hade länkats till kolorektal cancerprogression innan.

Modellen har alla väsentliga egenskaper hos vävnad, såsom komplex struktur, interaktioner mellan celler och extracellulär matris och har många olika typer av celler som arbetar tillsammans.

Prof. Shuler medger att de inte kan hävda att modellen replikerar exakt vad som händer i en riktig mänsklig kropp som kolorektal cancer utvecklas. Det är dock ett komplext, mänskligt system som erbjuder ett sätt att studera viktiga steg i de avancerade stadierna av cancer, vilket inte har gjorts tidigare.

Co-senior författare Nancy Jenkins, professor i onkologi vid Houston Methodist Research Institute i Texas, säger att modellen kommer att bidra till att uppfylla ett ouppfyllt behov av cancerforskning.

Teamet kan redan se två riktningar för den nya modellen. Man skulle vara att studera förhållandet till immunsystemet, och det andra skulle vara att studera metastas - där cellerna migrerar från kolon till andra organ, såsom levern.

Vårt hopp är att en bättre förståelse för genetiken av tumörmetastas kommer att leda till bättre molekylärgjorda terapier och / eller biomarkörer för behandling av koloncancer."

Prof. Nancy Jenkins

Kolorektal cancer - även kallad koloncancer - är den tredje vanligaste cancer i världen, med nästan 1,4 miljoner nya fall diagnostiserade 2012.

Lär dig om en "hoppande gen" som kan utlösa tjocktarmscancer.

Emotion, Stress and Health: Crash Course Psychology #26 (Video Medicinsk Och Professionell 2023).