Rice University-Forschung entstehen neue zwei-Schritt-Strategie für die Schwächung Krebs

Forschung von der Rice University Wissenschaftler, die kämpfen gegen einen cyberwar gegen den Krebs findet, dass das Immunsystem kann ein Arzt den mächtigsten Verbündeten.

„Die neuere Forschung hat herausgefunden, dass der Krebs bereits versiert in der Verwendung von cyberwarfare gegen das Immunsystem, und wir untersucht die Wechselwirkung zwischen Krebs und dem Immunsystem, um zu sehen, wie wir in den Tabellen auf den Krebs“, sagte Rice Universität Eshel Ben-Jacob, co-Autor einer neuen Studie in dieser Woche in der Early Edition der Proceedings der Nationalen Akademie der Wissenschaften.

Ben-Jacob und Kollegen an der Rice Zentrum für Theoretische Biologische Physik (CTBP) und der University of Texas MD Anderson Cancer Center, entwickelte ein computer-Programm, das modelliert, dass ein bestimmter Kanal von Zelle-zu-Zelle-Kommunikation mit exosomen. Exosomen sind kleine Proteine, die messenger-RNA und andere Informationen, die kodierenden Segmente, die sowohl Krebs-und immun-Zellen und zum senden von Informationen an andere Zellen.

„Im Grunde exosomen sind kleine Kassetten von Informationen, verpackt und versiegelt in kleinen nanoskaligen Vesikel,“ Ben-Jacob sagte. „Diese Nanocarrier gerichtet sind, mit speziellen Markierungen, damit Sie übermittelt werden können, um bestimmte Arten von Zellen und enthalten auch ein gutes Angebot von spezifischen Informationen in der form von signaling-Proteine, snippets von RNAs, microRNAs und andere Daten. Einmal genommen, die durch die target-Zellen, diese Nanocarrier können, um Zellen zu ändern, was Sie tun, und in einigen Fällen sogar verändern Ihre Identität.“

Ben-Jacob sagte, neuere Forschungsergebnisse zeigten, dass die dendritischen Zellen verwenden exosomal Kommunikation zur Durchführung Ihrer spezialisierten Rolle als Moderatoren und Vermittler zwischen dem angeborenen und adaptiven Immunsystem. Das angeborene und adaptive Immunsystem verschiedene Strategien verwenden, um zu schützen den Körper vor der Krankheit. Das angeborene system Schutz gegen alle Bedrohungen zu allen Zeiten und ist der erste, zu handeln, auch gegen unbekannte Invasoren. Im Gegensatz dazu wird das adaptive Immunsystem, wirkt effizienter, und in einer bestimmten Weise gegen anerkannte, etablierte Bedrohungen. Die dendritischen Zellen, die Teil sowohl der angeborenen und adaptiven Systemen, Informationen teilen und helfen „coach“ das adaptive system die hunter-killer-Zellen, über die Zellen zum Ziel und wie Sie am besten zu zerstören.

„Wir waren dazu inspiriert, das zu tun diese Forschung durch zwei arbeiten-eine, die zeigte, wie die dendritischen Zellen verwenden, die exosome zur Bekämpfung von Krebs und anderen, die zeigten, wie Krebszellen kooptieren die exosomal-system um zu verhindern, dass das Knochenmark aus machen dendritischen Zellen und deaktivieren dendritischen Zellen „coaching-Fähigkeiten“ Ben-Jacob sagte. „Das ist cyberwarfare, rein und einfach. Krebs nutzt das Immunsystem der eigenen Kommunikations-Netzwerk angreifen, nicht die Soldaten, sondern die Generäle, die die Koordination der körpereigenen Abwehr.“

Die Untersuchung der Rolle von exosome-mediated cell-to-cell communication in der Schlacht zwischen Krebs im Immunsystem, Ben-Jacob und Postdoc Mingyang Lu und die Studie der erste Autor, arbeitete mit CTBP Kollegen erstellen ein computer-Modell, welches die besonderen Aspekte der exosomal Austausch zwischen Krebs-Zellen, dendritischen Zellen und anderen Zellen des Immunsystems.

„Sie sollte sich vorstellen, es ist ein tug-of-Krieg zwischen dem Krebs und dem Immunsystem,“ sagte Studie co-Autor und CTBP co-Direktor Jos – Onuchic, Reis Harry C. und Olga K. Wiess Professor von Physik und Astronomie. „Manchmal ist die eine Seite gewinnt, und manchmal die andere. Die Frage ist, ob wir verstehen können, diesen Kampf genug, um mit einer Strahlentherapie oder Chemotherapie in der Weise zu ändern, das Gleichgewicht der tug-of-Krieg zu Gunsten des Immunsystems.“

Auf der Basis der Ergebnisse, Ben-Jacob und Onuchic sagen, die Antwort ist wahrscheinlich ja. Insbesondere die CTBP-Modell gefunden, dass die Anwesenheit von exosomen schafft eine situation, wo drei mögliche Krebs-Staaten bestehen kann, und einer von den Staaten-ein Zwischenzustand, in dem Krebs ist weder stark noch schwach, aber das Immunsystem ist auf hohe alert-könnte sein Schlüssel für einen neuen therapeutischen Ansatz und mit reduzierten Nebenwirkungen.

„Wenn exosomen sind nicht im Lieferumfang enthalten, gibt es nur zwei mögliche Zustände-eine, wo der Krebs ist stark und das Immunsystem ist schwach und der andere, wo der Krebs ist schwach und das Immunsystem ist stark,“ Ben-Jacob sagte.

Obwohl der Zustand, in dem Krebs geschwächt ist, vorzuziehen, es gibt eine wachsende Zahl von klinischen Beweise, die vorschlägt, ist es sehr schwierig, die Kraft den Krebs direkt von der starken zu der schwachen position sind, zum Teil, weil Strahlung und chemotherapeutischen Behandlungen ebenfalls das Immunsystem Schwächen, wie Sie Schwächen Krebs.

„Es ist ziemlich üblich, dass eine Krebs tritt nach der Behandlung zurück, stärker als jemals zuvor in nur wenigen Monaten oder Wochen“, sagte Studie co-Autor Sam Hanash, professor für klinische Krebs-Prävention und-Leiter von den Roten und Charlene McCombs Institut für die Früherkennung und Behandlung von Krebs am MD Anderson. „Das neue Modell fängt diese dynamische und schlägt alternative Szenarien, wobei das Immunsystem wird seine Arbeit im Kampf gegen den Krebs.“

Ben-Jacob sagte, das team hat gezeigt, dass es möglich war, Kraft, Krebs von der starken auf die moderate Zustand durch abwechselnde Zyklen von Bestrahlung oder Chemotherapie mit immunstärkende Behandlungen.

„Unser Modell zeigt, dass nur wenige dieser Behandlung-Förderung-Zyklen verändern die Krebs-immun-balance zu helfen, das immune system zu bringen, den Krebs zu den moderaten Zustand“ Ben-Jacob sagte. „Einmal im Zwischenzustand, Krebs gebracht werden kann, weiter unten, zu den schwachen Zustand durch ein paar kurze Impulse des Immunsystem stärken.

„Es ist viel effektiver zu nutzen, ein zwei-Schritt-Prozess und Krebswachstum von den starken zu den Zwischenzustand und dann von der Mittelstufe bis der schwache Staat“, sagte er. „Ohne die exosome-der Krebs-immun-cyberwar Nanocarrier — und der Dritte Staat, dieser zwei-Schritt-Ansatz nicht möglich wäre.“

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