Überreste der Zellteilung könnten für die Ausbreitung von Krebs verantwortlich sein

Früher dachte man, es sei der Mülleimer der Zelle, aber eine kleine Blase aus zellulärem Material, die als Mittelkörperrest bezeichnet wird, verpackt in Wirklichkeit funktionierendes genetisches Material mit der Kraft, das Schicksal anderer Zellen zu verändern – einschließlich der Umwandlung in Krebs.

Laut Ahna Skop, Genetikprofessorin an der University of Wisconsin-Madison, ist es für viele Menschen eine Überraschung, dass bei der Teilung einer Zelle in zwei, einem Prozess namens Mitose, nicht nur die beiden Tochterzellen entstehen.

„Eine Zelle teilt sich in drei Teile: zwei Zellen und einen Mittelkörperrest, ein neues Signalorganell“, sagt Skop. „Was uns überrascht hat, ist, dass der Mittelkörper voller genetischer Informationen, RNA, ist, die überhaupt nicht viel mit der Zellteilung zu tun haben, aber wahrscheinlich bei der Zellkommunikation eine Rolle spielen.“

In einer heute in der Zeitschrift veröffentlichten Studie EntwicklungszelleSkops Labor und Mitarbeiter vom Pasteur-Institut in Paris, der Harvard Medical School, der Boston University und der University of Utah analysierten den Inhalt von Mittelkörpern, die sich während der Teilung zwischen den Tochterzellen bilden, und verfolgten die Wechselwirkungen der nach der Zelle freigesetzten Mittelkörperreste Aufteilung. Ihre Ergebnisse deuten darauf hin, dass der Mittelkörper ein Vehikel für die Ausbreitung von Krebs im ganzen Körper ist.

„Die Leute dachten, die Körpermitte sei ein Ort, an dem Dinge sterben oder nach der Zellteilung recycelt werden“, sagt Skop. „Aber der Müll einer Person ist der Schatz einer anderen Person. Ein Mittelkörper ist ein kleines Informationspaket, mit dem Zellen kommunizieren.“

Die Beteiligung des Mittelkörpers an der Zellsignalisierung und Stimulierung der Zellproliferation wurde bereits zuvor untersucht, aber Skop und ihre Mitarbeiter wollten einen Blick in die Überreste des Mittelkörpers werfen, um mehr zu erfahren.

Was die Forscher in den Mittelkörpern fanden, war RNA – eine Art Arbeitskopie der DNA, die zur Produktion der Proteine ​​verwendet wird, die in den Zellen Dinge bewirken – und die zelluläre Maschinerie, die notwendig ist, um diese RNA in Proteine ​​umzuwandeln. Die RNA im Mittelkörper ist in der Regel nicht die Blaupause für den Zellteilungsprozess, sondern für Proteine, die an Aktivitäten beteiligt sind, die den Zweck einer Zelle steuern, einschließlich Pluripotenz (die Fähigkeit, sich zu einem der vielen verschiedenen Zelltypen des Körpers zu entwickeln) und Onkogenese (die Bildung von Zellen). Krebstumoren).

„Ein Überrest in der Körpermitte ist sehr klein. Er ist nur einen Mikrometer groß, ein Millionstel Meter“, sagt Skop. „Aber es ist wie eine kleine Mondlandefähre. Es hat alles, was es braucht, um die Arbeitsinformationen der sich teilenden Zelle aufrechtzuerhalten. Und es kann vom Ort der Mitose wegdriften, in Ihren Blutkreislauf gelangen und auf einer anderen, weit entfernten Zelle landen.“

Viele Überreste in der Körpermitte werden von einer der Tochterzellen, die sie abgeben, wieder absorbiert, aber diejenigen, die auf einer entfernten Oberfläche wie einer Mondlandefähre landen, können stattdessen von einer dritten Zelle absorbiert werden. Wenn diese Zelle den Mittelkörper verschluckt, beginnt sie möglicherweise fälschlicherweise damit, die eingeschlossene RNA so zu verwenden, als wären es ihre eigenen Baupläne.

Frühere Untersuchungen zeigten, dass Krebszellen mit größerer Wahrscheinlichkeit als Stammzellen einen Mittelkörper und seine möglicherweise schicksalverändernde Fracht aufgenommen haben. Stammzellen, die neue Zellen hervorbringen und wegen ihrer Pluripotenz wertvoll sind, spucken viele Mittelkörper wieder aus, vielleicht um ihre Pluripotenz aufrechtzuerhalten.

Zukünftige Forschungen könnten möglicherweise die Kraft der Mittelkörper-RNA nutzen, um Medikamente an Krebszellen zu liefern oder sie an der Teilung zu hindern.

„Wir glauben, dass unsere Ergebnisse ein großes Ziel für die Krebserkennung und -therapie darstellen“, sagt Skop, dessen Arbeit von den National Institutes of Health unterstützt wird.

Die Forscher identifizierten ein Gen namens Arc, das für die Beladung des Mittelkörpers und der Reste des Mittelkörpers mit RNA von entscheidender Bedeutung ist. Arc wurde vor langer Zeit von einem alten Virus übernommen und spielt auch eine Rolle bei der Art und Weise, wie Gehirnzellen Erinnerungen erzeugen.

„Der Verlust des Lichtbogens führt zum Verlust der RNA in der Körpermitte und zum Verlust der RNA-Informationen, die nicht zu den Empfängerzellen gelangen können“, sagt Skop. „Wir glauben, dass dieses Gedächtnisgen für alle Zellen wichtig ist, um RNA-Informationen zu kommunizieren.“

Sungjin Park, ein leitender Wissenschaftler in Skops Labor, ist der Hauptautor der neuen Studie. Skop und seine Mitarbeiter haben außerdem ein Patent für zwei neue Methoden angemeldet, die es einfacher machen, Mittelkörperstrukturen aus Zellmedien oder Blutserum zu isolieren und so die Krebsdiagnostik zu verbessern.