Drücken näher an eine neue Krebs-Bekämpfung-Strategie: Vorsprünge an Zellen verleihen, die Hinweise auf den molekularen Signalweg, könnte neue Krebs-targets

Einen molekularen Signalweg, die Häufig mutiert in vielen verschiedenen Formen von Krebs wird aktiv, wenn die Zellen schieben Sie Teile Ihrer Membranen nach außen in vorgewölbten Vorsprüngen, Johns Hopkins Forscher berichten in einer neuen Studie. Die Feststellung, veröffentlicht Nov. 7 in „Nature Communications“, könnte schließlich auch dazu führen, neue Ziele für Krebs-kämpfende Therapeutika.

Dieser Weg, bekannt als Ras-ERK, beinhaltet zwei wichtige Familien von Proteinen. Der erste, bekannt als Ras, ist eine Gruppe von Enzymen, sendet die Signale von der Zellmembran zum aktivieren andere Proteine innerhalb der Zellen. Diese Ras-aktivierte Proteine gehören einer Familie von Proteinen, bekannt als extrazelluläre signal-related kinases (ERK). Zusammen, Ras-und ERK-letztlich spielen Sie Rollen, die in der Zellproliferation, Differenzierung, Metabolismus und Motilität — physiologische Prozesse, die oft schief gehen in der Krebs.

In der Tat, erklärt Chuan-Hsiang „Bär“ Huang, M. D., Ph. D., assistant professor in der Abteilung der Pathologie an der Johns Hopkins University School of Medicine, die Ras-ERK-Signalweg wurde intensiv untersucht, da ein potenzielles Ziel für anti-Krebs-Medikamenten, da es Häufig mutiert in verschiedenen Krebsarten. Allerdings, Huang sagt, diese Therapeutika wurden, traf sich mit anspruchsvollen Fragen der Wirksamkeit und Beständigkeit, vor allem weil es unklar bleibt, wie genau die verschiedenen Elemente, die in diesen Weg zusammen zu arbeiten.

Zum Beispiel, letzten Einzel-Zell-Studien haben gezeigt, dass die ERK-Aktivierung geschieht in Impulsen. Jedoch, diese Impulse erschienen sind, auftreten, ohne dass Veränderungen in der Ras-Aktivität, obwohl es wurde auch festgestellt, dass die Ras wird benötigt, um aktivieren ERK.

Zum besseren Verständnis dieses Phänomens, Jr-Ming Yang, ein Postdoc-Stipendiat, mehrere Mikroskopie-Techniken, um zu sehen, Wann und wo die Ras-und ERK-Aktivität erfolgte in Zellen. Durch das taggen jedes protein mit einer anders farbigen fluoreszierenden Molekül, das glühte, wenn jedes protein aktiviert, Yang bestätigt, dass die ERK-Aktivität ereigneten sich in Hülsenfrüchten, wie andere Studien gezeigt hatten. Anstatt jedoch geschieht in Reaktion auf die Ras-Aktivierung Auftritt cellwide, diese ERK Impulse ausgelöst wurden, wenn Ras aktiviert diskret an patches entlang der Zellmembran. Ein weiterer Blick zeigte, dass Ras wurde aktiviert, an den stellen, wo die Zellmembran ragten, als ob die Zelle war Sondieren seiner Umgebung, sagt Yang.

Um sicherzustellen, dass ERK-Impulse in Verbindung mit Ras-Vorsprünge wurden ein universelles Phänomen, das die Forscher verwendet die gleichen Techniken, um sich verschiedene Arten von Zellen, die mit einer breiten Palette von Aktivitäten auf diesem Weg. Zum Beispiel fanden Sie, dass in Eierstock-Krebs-Zellen, die hohe Ras-ERK-Aktivität, die große Anzahl von ERK Impulse wurde begleitet von einer ebenso großen Anzahl von Ras-assoziierten hervorragten; Umgekehrt, im Brust-und Gebärmutterhalskrebs-Zellen mit niedrigeren Ras-ERK-Aktivität, weniger ERK Impulse wurden begleitet durch die geringere Anzahl von Vorsprüngen, was darauf hindeutet, dass diese Ereignisse wurden in der Tat in Verbindung.

Suche für den Mechanismus hinter diesem Effekt, die Forscher gestört verschiedene Proteine in der Zelle, einschließlich derjenigen im Zusammenhang mit Ras und andere im Zusammenhang mit dem zytoskelett, den zellulären Maschinen verantwortlich für die Vorsprünge. Mehrere dieser Störungen induziert werden die Vorsprünge — und somit der ERK-Aktivität — gibt Einblick auf andere wichtige Proteine, die in den Ras-ERK Signalweg.

Darüber hinaus Huang und seine Kollegen fanden heraus, dass die ERK-Aktivierung ausgelöst werden könnte, die sowohl durch die Chemische stimulation mit Wachstumsfaktoren sowie mechanischer stimulation, wenn die Zellen gewachsen waren, die auf steifen Oberflächen. Die Forscher vermuten, dass die Zellen möglicherweise mit diesen Vorsprüngen, um Einblick in die extrazelluläre Umgebung, die Auslösung der Ras-ERK-Signalweg zu aktivieren, wenn die Bedingungen günstig sind für die Zellen zu migrieren und vermehren sich.

Huang stellt fest, dass jede dieser Erkenntnisse könnte neue Wege zu modulieren Ras-ERK-Aktivität in Krebszellen.

„Je mehr wir lernen, über den molekularen Mechanismus dieser Dynamik Weg,“ Huang sagt, „desto größer sind die Chancen, dass wir in der Lage sein werden, die zur Modulation Ihrer Aktivität nicht durch die direkte Ansprache Ras oder ERK, aber durch die Ausrichtung auf andere assoziierte Moleküle als eine alternative.“

Er und seine Kollegen gerade arbeiten, um sich ein umfassenderes Bild von all den verschiedenen Molekülen, die in diesem komplexen Netzwerk.