Câncer, completo segredos vêm em foco mais nítidas

29 08 2011

Na última década câncer pesquisa tem sido guiada por uma visão comum de como uma única célula, outcompeting seus vizinhos, evolui para um tumor maligno.

Através de uma série de mutações aleatórias, os genes que estimulam a divisão celular são empurrados em overdrive, enquanto os genes que normalmente enviar sinais de crescimento de restrição são colocados offline.

Com o acelerador com piso e cortar as linhas de freio, a célula e sua descendência estão livres para multiplicar rapidamente. Mutações mais acumular, permitindo que as células de câncer para iludir outras salvaguardas invadir os tecidos vizinhos e metástase.

Estes princípios básicos — estabelecidos 11 anos atrás, em um papel do Marco, “As marcas do câncer,"por Douglas Hanahan e Robert A. Weinberg, e revisto em um artigo de acompanhamento deste ano — ainda servir como paradigma reinante, uma espécie de teoria do Big Bang para o campo.

Mas descobertas recentes têm sido complicando foto com emaranhados de novos detalhes. Câncer parece ser mais intencional e calculista do que anteriormente imaginado.

A maioria de DNA, por exemplo, durante muito tempo foi considerada lixo eletrônico — um submundo de detritos que não tinham qualquer papel importante no câncer ou qualquer outra coisa. Apenas cerca 2 por cento do genoma humano carrega o código para fazer as enzimas e outras proteínas, os cogs e andaimes da maquinaria que uma célula cancerosa se vira para seus próprios dispositivos.

Estes dias o DNA "lixo" é referida mais respeitosamente como "" DNA não-codificante, e os pesquisadores estão encontrando pistas que "pseudogenes" à espreita dentro desta região escura podem desempenhar um papel no câncer.

"Nós já foram obsessivamente focando nossa atenção 2 por cento do genoma,"disse o Dr. Pier Paolo Pandolfi, professor de medicina e de patologia na Harvard Medical School. Esta Primavera, na reunião anual da associação americana para pesquisa do câncer em Orlando, Fla., Ele descreveu uma nova "dimensão biológica" em que sinais provenientes de ambas as regiões do genoma participam o delicado equilíbrio entre o comportamento normal de celular e malignidade.

Como olham para além do genoma, pesquisadores de câncer também estão despertando para o fato de que alguns 90 porcentagem da proteína-codificação de células do nosso corpo são micróbios. Nós evoluímos com eles em uma relação simbiótica, que levanta a questão de apenas quem está ocupando quem.

"Nós somos maciçamente em desvantagem,"disse Jeremy K. Nicholson, Presidente da química biológica e chefe do departamento de cirurgia e câncer no Imperial College London. Completamente, Ele disse, 99 por cento dos genes funcionais no corpo são microbiano.

Em Orlando, ele e outros pesquisadores descritos como genes deste microbiome — troca de mensagens com genes dentro das células humanas — podem estar envolvidos com o câncer do cólon, estômago, esôfago e outros órgãos.

Essas mudanças em perspectiva, ocorrendo em toda a biologia celular, pode parecer tão vertiginosa como a que aconteceu na cosmologia com a descoberta que matéria escura e energia escura compõem a maioria do universo: Fundo de repente se torna primeiro plano e questões uma vez que o pensamento se estabeleceram estão no ar. Em cosmologia, teoria do Big Bang surgiu da confusão em um formulário mais forte, mas mais complicado. O mesmo pode estar acontecendo com a ciência de câncer.

Jogadores exóticos

De acordo com o dogma central da biologia molecular, informações codificadas no DNA do genoma são copiadas por RNA mensageiro e transportadas para estruturas subcelulares, chamadas ribossomos, onde as instruções são usadas para montar as proteínas. Por trás das cenas, trechos chamados microRNAs uma vez pareciam ser pouco mais de molecular de ruído. Mas eles têm aparecido cada vez mais destaque nas teorias sobre o câncer.

Ligando-se a um gene Mensageiro RNA, microRNA pode impedir que as instruções de alcançar seu destino — essencialmente silenciamento do gene — e também pode modular o sinal de outras maneiras. Um apresentação após o outro no Orlando reunião explorado como microRNAs estão envolvidos no ajuste que distingue uma célula saudável de um maligno.

A complexidade de catraca um entalhe superior, Dr. Pandolfi, o pesquisador da Harvard Medical School, dispostas em uma teoria elaborada envolvendo microRNAs e pseudogenes. Para cada pseudogene há um regular, gene do proteína-codificação. (Ambos são acreditados para ser derivada de um gene ancestral comum, o pseudogene lado desviado no passado evolutivo, quando se tornou disfuncional.) Enquanto genes normais expressas sua vontade através do envio de sinais de RNA mensageiro, Os pseudogenes danificados são mudo ou falam em jargão.

Ou então acreditava. Pouco é desperdiçado por evolução, e Dr. Pandolfi hypothesizes que sinais de RNA de genes e pseudogenes interagem através da linguagem envolvendo microRNAs. (Estes sinais são chamados ceRNAs, pronuncia-se "sernas,"significado"competindo RNAs endógenos.")

Seu laboratório no Beth Israel Deaconess Medical Center em Boston está estudando como este Arcana volta do canal é usada por genes chamados PTEN e KRAS, comumente implicados no cancro, para conferir com seus pseudotwins. A hipótese é apresentada em detalhe mais este mês em um ensaio na revista Cell.

Alimentada pelo café gratuito oferecido por empresas farmacêuticas, vendendo seus produtos, cientistas na reunião Orlando mudou-se de sessão para sessão e corredores de cartazes de procurados, procurando o que pôde recentemente foram descoberto sobre outros jogadores exóticos: lincRNA, (de grande intervenção não-codificante), siRNA (pequena interferência), snoRNA (Small nucleolar) e piRNA (Piwi-interagindo (abreviação de "P-elemento induzida wimpy testículo" (um termo peculiar que ameaça puxar esta frase em uma regressão de explicações entre parênteses aninhadas))).

Em seu papel de "marcas" original — o mais citado na história da célula — Dr. Hanahan e Dr. Weinberg reuniu uma pechincha de pesquisa emergente e sintetizados, em seis características. Todos eles, eles propuseram, são partilhadas pela maioria e talvez de todos os cânceres humanos. Que passou a prever que, em 20 anos o circuito de uma célula de câncer seria mapeado e entendido como completamente como os transistores em um chip de computador, fazendo a biologia do câncer mais como química ou física — Ciências regido pela precisa, regras previsíveis.

Agora parece haver transistores dentro os transistores. "Eu ainda acho que o diagrama de fiação, ou pelo menos seus contornos, podem ser estabelecidos dentro de uma década,"Dr. Weinberg disse em um e-mail. "MicroRNAs podem ser mais como minitransistors ou amplificadores, mas no entanto uma mostra-los, eles ainda devem ser soldados no circuito de uma maneira ou de outra."

Em seu papel de acompanhamento, “Características de câncer: A próxima geração,"ele e Dr. Hanahan citou duas "marcas emergentes" que de investigação futuro podem mostrar-se crucial para malignidade — a capacidade de uma célula de aberrante de reprogramar o seu metabolismo para alimentar seu crescimento de um incêndio e para escapar à destruição pelo sistema imunológico.

Aliados involuntários

Mesmo se todas as linhas e caixas para o diagrama esquemático da célula de câncer podem ser esboçadas, complicações enormes permanecerá. Pesquisa é cada vez mais focada no fato de que um tumor não é uma massa homogênea de células de câncer. Ele também contém células saudáveis que têm sido recrutadas para a causa.

Células chamadas fibroblastos colaboram através da secreção de proteínas que o tumor precisa construir seu apoio andaimes e expandir dentro dos tecidos circundantes. Células do sistema imunitário, manobrado em comportar-se como se eles foram cura uma ferida, emissão de fatores de crescimento que alentar o tumor e estimular a angiogênese, a geração de novos vasos sanguíneos. Células endoteliais, que formam o revestimento do sistema circulatório, também estão inscritos na construção do suprimento de sangue do tumor.

Todos estes processos são tão firmemente entrelaçados que é difícil dizer onde um acaba e outra começa. Com tanta maquinaria interna, maligno tumores agora estão sendo comparados para renegade órgãos brotando dentro do corpo.

Como as várias células são coniventes, Eles também podem ser trocando informações com células em outro Reino — os microrganismos na boca, pele, sistema respiratório, trato urogenital, estômago e sistema digestivo. Cada micróbio tem seu próprio conjunto de genes, que podem interagir com aqueles do corpo humano, a troca de sinais moleculares.

"A sinalização que destes micróbios fazem é dramaticamente complexa,"Dr. Nicholson disse em uma entrevista no Imperial College. "Eles enviam sinais metabólicos entre si — e eles estão enviando produtos químicos constantemente que estão estimulando nossos processos biológicos.

"É surpreendente, realmente. Lá estão eles, sentado e fazendo coisas, e mais do que nós realmente não saber ou entender."

Pessoas em diferentes localidades geográficas podem abrigar diferentes ecossistemas microbianos. Ano passado cientistas relataram evidências que o japonês microbiome adquiriu um gene para uma enzima digestão de algas a partir de uma bactéria marinha. O gene, não encontrado na coragem dos norte americanos, pode ajudar na digestão dos invólucros de sushi. A idéia de que pessoas em diferentes regiões do mundo têm co-desenvolveram com diferentes ecossistemas microbianos pode ser um fator — juntamente com dieta, estilo de vida e outros agentes ambientais — em explicar por que eles são muitas vezes sujeitas a diferentes tipos de câncer.

A composição da microbiome muda, não só geograficamente, mas também ao longo do tempo. Com melhor higiene, mudanças na dieta e o uso crescente de antibióticos, níveis do micróbio Helicobacter pylori no intestino humano têm vindo a diminuir nos países em desenvolvimento, e por isso tem câncer de estômago. Ao mesmo tempo, no entanto, câncer de esôfago tem vindo a aumentar, levando à especulação de que h. pylori fornece algum tipo de efeito protetor.

A reunião de Orlando, Dr. Zhiheng Pei da New York University sugeriu que a situação é mais complexa. Foram identificados dois tipos de ecossistemas microbianos no esôfago humano. Dr. LaboratóDro do PEI descobriu que pessoas com um esôfago inflamado ou com uma condição pré-cancerosa chamada esôfago de Barrett são mais propensos a abrigar o que ele chamou o microbiome tipo II.

"Neste momento, não está claro se a microbiome tipo II provoca doenças esofágicas ou refluxo gastro-esofágico altera o microbiome do tipo I para II,"Dr. Pei escreveu em um e-mail. "De qualquer maneira, exposição crônica do esôfago para um microbiome anormal pode ser um passo essencial em dano esofágico e, em última análise, câncer."

Inimigos invisíveis

Uma sessão de Orlando sobre o futuro da pesquisa de cancer, Dr. Harold Varmus, o diretor do Instituto Nacional do câncer, descreveu a iniciativa de perguntas provocativas, um novo esforço de procurar mistérios e paradoxos que podem ser vulneráveis a solução.

"Em nossa pressa de fazer as coisas que são realmente óbvias para fazer, nós está esquecendo de prestar atenção a muitos fenômenos inexplicáveis,"ele disse.

Por que, por exemplo, o vírus Epstein - Barr faz com que diferentes tipos de câncer em diferentes populações? Por que os pacientes com certas doenças neurológicas como Parkinson, Huntington, A doença de Alzheimer e x frágil parecem estar em um risco mais baixo para a maioria dos cânceres? Por que são alguns tecidos mais propensas que outras a desenvolver tumores? Por que algumas mutações evocam efeitos cancerígenos em um tipo de célula, mas não em outros?

Com tantos fenômenos em busca de uma explicação biológica, "Marcas do câncer: A próxima geração"concebível pode ser seguida por uma segunda sequela — com torções tão inesperadas como aqueles no velha mostra"Star Trek". O inimigo dentro de nós é cada bit tão formidável como invasores imaginários do além. Aprendendo a vencer isso é levando ciência profundamente no universo da célula viva.

VALIDADO PELA SRA. CHAMADAS DE ALBA.

Nytimes.com [en línea] Nova Iorque (ESTNYTimes.com DA AMÉRICA): nytimes.com, 29 De agosto de 2011[Ref. 15 de agosto de 2011] Disponible en Internet:

http://www.nytimes.com/2011/08/16/health/16cancer.html?pagewanted=1&ref=research


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