Ny cellspårningsteknik belyser spridningen av bröstcancer
En ledande genetisk teknik som kan spåra cellinje har avslöjat mycket om hur bröstcancer sprider sig. Det kan också hjälpa till att förklara varför vissa bröstcancer återkommer efter initialt framgångsrik kemoterapi.
Forskare får en bättre förståelse för hur bröstcancer sprider sig tack vare ”cellulär streckkodning”.Teknikens namn är cellulär streckkodning och det gör det möjligt för forskare att bedöma mångfalden av cellpopulationer, såsom i tumörer.
De kan också använda den för att märka celler och följa deras identiska ättlingar eller kloner.
Forskare vid Walter och Eliza Hall Institute of Medical Research i Australien använde tekniken för att utföra en detaljerad undersökning av bröstcancerspridning på cellnivå med hjälp av humant tumörvävnad transplanterad i möss.
Ett studiearbete som nu visas i tidskriften Naturkommunikation ger en detaljerad redogörelse för utredningen och dess resultat.
Enligt Världshälsoorganisationen (WHO) är bröstcancer den ”vanligaste cancer hos kvinnor”. Det stod för mer än 508 000 dödsfall världen över under 2011.
Tumörer innehåller tusentals cellvarianter
Den främsta dödsorsaken i bröstcancer är dess förmåga att sprida sig, eller metastasera, från den primära eller "huvudsakliga" tumören för att bilda tumörer i andra organ i kroppen.
De som arbetar inom cancerforskning beskriver metastasering som ”den sista gränsen”. En särskild utmaning de står inför är att avslöja vad som händer med tumörceller när de växer och sprider sig.
Bröstcancertumörer består av en varierad blandning av tusentals cellvarianter med olika egenskaper och utvecklingsvägar. En del av dessa påverkar cancerens förmåga att sprida sig, medan andra inte har någon effekt.
"Denna komplexitet", säger författarna, "har direkt inverkan på vår förståelse av tumörutveckling, metastaser, läkemedelsresistens och provtagning av lesioner från patienter för att identifiera de mest användbara terapeutiska målen."
Med hjälp av cellulär streckkodning visade teamet att av de tusentals närvarande i en tumör var det bara en handfull kloner som var ansvarig för metastaser.
"Streckkodningstekniken", konstaterar den första studieförfattaren Dr Delphine Merino, en av ledarna för undersökningen, "gjorde det möjligt för oss att identifiera klonerna som kunde komma in i blodomloppet och ta sig in i andra organ där de skulle" utsäda "ny tumörtillväxt."
Mobil streckkodning spåras av celllinje
Mobil streckkodning gör det möjligt för forskare att spåra cellerna genom att placera unika genetiska markörer eller taggar på dem.
En viktig fördel med tekniken är dess förmåga att spåra ett stort antal olika celler och deras ättlingar parallellt.
Studie medförfattare Dr Shalin H. Naik, som ledde den senaste undersökningen, hjälpte till att utveckla den cellulära streckkodningsmetoden som de använde i studien.
Han förklarar att den nya versionen tillät dem att komma hem på en handfull cellvarianter som driver metastaser.
Efter att ha identifierat vilka av de tusentals kloner som var involverade i bröstcancerspridning kan han och hans kollegor nu fokusera sina ansträngningar på att hitta sätt att blockera dem.
Dr. Naik säger till exempel att de "är nyfikna på att förstå vad som är unikt med dessa specifika kloner som gör det möjligt för dem att framgångsrikt sprida, utsäda och växa cancer."
Undersökande effekter av kemoterapi
Prof. Jane E. Visvader, en annan studieledare, förklarar att forskarna också använde den nya cellulära streckkodningstekniken för att undersöka effekterna av kemoterapi på klonerna.
De använde donerad mänsklig vävnad för att utveckla musmodeller av bröstcancertumörer och behandlade dem med Cisplatin, ett kemoterapi-läkemedel som läkare använder för att behandla ett brett spektrum av cancer.
"Medan behandlingen kunde krympa tumörer och storleken på enskilda kloner," påpekade professor Visvader, "det dödade dem inte helt."
"Alla kloner, inklusive de otäcka såddarna, växte så småningom igen och redogjorde för canceråterfall", tillägger hon och noterar att de kunde observera detta eftersom cellstreckkodning tillät dem att märka och följa tusentals enskilda kloner och observera deras aktivitet över tiden .
Hon tror att resultaten kommer att hjälpa framtida forskare att utveckla mycket riktade behandlingar för bröstcancer.
"Vår studie avslöjade att endast ett fåtal kloner faktiskt var ansvariga för metastasen."
Dr Delphine Merino