Mieszki włosowe mogą być miejscem pochodzenia czerniaka
Nowe badania dowodzą, że czerniak może pojawić się nie tylko w skórze, ale także wewnątrz mieszków włosowych. Kiedy stają się rakowe, komórki opuszczają mieszki włosowe i przemieszczają się do najbardziej zewnętrznej warstwy skóry, czyli do naskórka.
Naukowcy wykazali ten efekt na nowym mysim modelu czerniaka ludzkiego i potwierdzili to na próbkach tkanki ludzkiej.
W niedawnym Nature Communications W artykule badawczym zespół opisuje czerniaka zaczynającego się od niedojrzałych komórek wytwarzających pigment w mieszkach włosowych, a następnie przemieszczającego się do naskórka.
Czerniak to agresywny rak skóry, który w zaawansowanych stadiach jest bardzo trudny do leczenia.
Z tego powodu, chociaż tylko 1% osób, u których zachoruje na raka skóry, ma czerniaka inwazyjnego, jest on odpowiedzialny za większość zgonów z powodu raka skóry.
Rak zaczyna się w melanocytach, które są komórkami wytwarzającymi pigment nadający kolor włosom, skórze i oczom. Ten pigment nazywa się melaniną.
Nowe badanie koncentruje się na komórkach macierzystych melanocytów, które są komórkami, które nie są jeszcze w pełni zróżnicowane do ostatecznego stanu dojrzałego.
Nowy model myszy
Szczep myszy, który zespół zmodyfikował genetycznie na potrzeby badania, jest odpowiedzią na potrzebę stworzenia lepszych modeli zwierzęcych, w których zaczyna się i postępuje czerniak u ludzi.
Naukowcy, którzy korzystali z poprzednich modeli choroby, utrzymywali, że ekspozycja na światło słoneczne jest głównym czynnikiem ryzyka czerniaka.
Jednak nowy model myszy pokazuje, że środowisko komórkowe wewnątrz mieszków włosowych może również wywoływać raka w komórkach macierzystych melanocytów.
„Nasz mysi model”, mówi autor pierwszego badania, dr Qi Sun, badacz dermatologii i biologii komórki w New York University School of Medicine, „jest pierwszym, który wykazał, że pęcherzykowe onkogenne komórki macierzyste melanocytów mogą wywoływać czerniaki, co obiecuje uczynić go użytecznym w identyfikacji nowych metod diagnostyki i leczenia czerniaka ”.
Korzystając z nowego modelu, zespół demonstruje trzy stadia czerniaka powstającego w mieszkach włosowych, a następnie wnikającego w skórę.
W pierwszym etapie komórki macierzyste melanocytów ulegają zmianom genetycznym, które powodują, że stają się rakowe. Drugi etap pobudza raka, wystawiając komórki rakowe na sygnały wzrostu - te same sygnały, które promują wzrost włosów.
W trzecim etapie nowo nowotworowe melanocyty przemieszczają się w górę w mieszku włosowym, opuszczają go i wnikają do otaczającego naskórka, tworząc guzy, które następnie rozprzestrzeniają się głębiej.
Zespół jest przekonany, że odkrycia pozwalają lepiej zrozumieć biologię czerniaka i mogą prowadzić do nowych pomysłów, jak go powstrzymać.
Od komórki macierzystej do potomków w guzach
Z pojedynczej komórki macierzystej zarodek wyrasta na płód z wieloma różnymi narządami i tkankami, składającymi się z setek różnych typów komórek. Wszystko to dzięki zdolności komórek macierzystych do dzielenia się, namnażania i różnicowania w mnóstwo wyspecjalizowanych komórek.
Komórki macierzyste mogą również zmieniać typ komórek. Chociaż ta elastyczność jest atutem podczas rozwoju, może być niebezpieczna w wieku dorosłym, gdy istnieje ryzyko, że może pomóc w rozwoju raka.
Naukowcy uważają, że ta elastyczność utrudnia ustalenie komórki macierzystej, z której pochodzi czerniak.
Znajomość pochodzenia komórki macierzystej może ułatwić śledzenie postępu raka, co sprawi, że choroba będzie mniej trudna do leczenia.
Ponieważ melanocyty są komórkami wytwarzającymi pigment, który barwi skórę i oczy, a także włosy, naukowcy potrzebowali sposobu na manipulowanie jedynie komórkami macierzystymi melanocytów w mieszkach włosowych.
Osiągnęli to dzięki inżynierii genetycznej rasy myszy, którą nazwali myszą c-Kit-CreER. Dzięki temu mysiemu modelowi mogli zmienić geny komórek macierzystych melanocytów w mieszkach włosowych bez wpływu na geny w innych częściach ciała.
Ponadto, zmieniając geny w nowym modelu myszy, naukowcy mogli sprawić, że komórki macierzyste melanocytów pęcherzykowych zaczną świecić i śledzić ich świecące potomne komórki rakowe, niezależnie od tego, gdzie się skończyły.
Ta cecha pozwoliła zespołowi prześledzić pełną podróż komórek macierzystych melanocytów, od mieszków włosowych do naskórka, a następnie w głąb skóry właściwej - lub wewnętrznej warstwy skóry - w miarę tworzenia się guza czerniaka.
Sygnały pęcherzykowe mogą wyzwalać czerniaka
W innym zestawie eksperymentów naukowcy sprawdzili, co się dzieje, gdy wyciszają sygnały środowiska komórkowego w mieszku włosowym, jeden po drugim.
Pokazały one, że nawet gdy komórki macierzyste melanocytów nabrały właściwości rakowych, nie podróżowały i nie dzieliły się, tworząc czerniaki, chyba że otrzymały dwa szczególne sygnały ze swojego otoczenia.
Sygnały te nazywane są Wnt i endoteliną i normalnie sprzyjają proliferacji komórek pigmentowych i wzrostowi łodygi włosa w mieszkach włosowych.
„Chociaż nasze odkrycia będą wymagały potwierdzenia w dalszych testach na ludziach, twierdzą oni, że czerniak może powstać w komórkach macierzystych pigmentu pochodzących zarówno z mieszków włosowych, jak i warstw skóry, tak że niektóre czerniaki mają wiele komórek macierzystych”.
Dr Qi Sun
