L'hypothèse de cellules de tige de Cancer déclare que les tumeurs résultent des cellules nommées les cellules de tige de cancer qui ont des propriétés des cellules de tige adultes, en particulier les capacités individu-de remplacer et différencier dans les types multiples de cellules, et que ces cellules persistent dans les tumeurs en tant que population distincte qui rechute et métastase de la maladie de causes probables - elles sont les seules cellules capables, seuls, de provoquer de nouvelles tumeurs.
Thérapie spécifique et conventionnelle de cellules de tige de Cancer de cancer
La question principale posée par des partisans de la théorie est « sont nous visant le bon genre de cellule ? » La plupart des traitements contre le cancer existants ont été développés sur les modèles animaux, où des thérapies capables favoriser le rétrécissement de tumeur ont été considérées pertinentes. Cependant, les animaux n'ont pas pu fournir un modèle complet de la maladie humaine. En particulier, chez les souris, dont les durées ne dépassent pas deux ans, la rechute de tumeur est exceptionnellement difficile à étudier et a été en grande partie négligée par la plupart des chercheurs.
Un autre problème se situe dans le fait que l'efficacité des traitements contre le cancer sont, aux étapes initiales du test, souvent mesurées par la quantité de la masse de tumeur qu'ils détruisent hors fonction. Car les cellules de tige de cancer forment une proportion très petite de la tumeur, ceci peut nécessairement ne pas choisir pour les drogues qui agissent spécifiquement sur les cellules de tige. La théorie suggère que la mise à mort conventionnelle de chimiothérapies différenciée ou différenciante les cellules, qui forment la partie de la tumeur mais ne puissent pas produire de nouvelles cellules. Une population des cellules de tige de cancer, qui l'ont provoquée, reste intacte et peut entraîner une rechute de la maladie.
Le développement des thérapies spécifiques visées aux cellules de tige de cancer tient l'espoir pour l'amélioration de la survie et la qualité de vie des malades du cancer, particulièrement pour des victimes de la maladie métastatique, où peu progrès a été fait ces dernières années.
Les adversaires du paradigme ne refusent pas l'existence des cellules de tige de cancer en soi. Les cellules cancéreuses doivent être capables de la prolifération continue et le renouvellement automatique afin de soutenir la croissance d'une tumeur, comme normalement, les cellules différenciées ne peut pas se diviser indéfiniment (contraint par la limite de Hayflick). Cependant, il est discuté si de telles cellules représentent une minorité. Si la plupart des cellules de la tumeur sont dotées de propriétés de cellules de tige il n'y a aucune incitation à se concentrer sur une sous-population spécifique.
Des cellules de tige de Cancer ont été identifiées la première fois dans certains types de leucémie en 1997 par John Dick et collègues à l'université de Toronto. Il était plus difficile d'identifier ces cellules de tige de cancer dans les tumeurs pleines parce que les chercheurs alors n'ont pas possédé les moyens d'identifier les repères extérieurs de ces cellules (protéines caractéristiques sur la surface d'une cellule) qui avaient été développées pour une cellule de tige qui fait les globules sanguins rouges et blancs. Leurs résultats ont été édités dans la médecine de nature en 1997. Le capot et le Dick [1] ont isolé une sous-population des cellules leucémiques qui expriment un repère CD34 de surface spécifique, mais manquent du repère CD38. Les auteurs ont établi que la sous-population de CD34+/CD38- est capable de lancer des tumeurs chez des souris de NOD/SCID qui est histologiquement semblable au donateur.
Dans des expériences de recherche sur le cancer, des cellules de tumeur sont parfois injectées dans un animal d'expérience pour établir une tumeur. La progression de la maladie est alors suivie à temps et des drogues de roman peuvent être testées pour que leur capacité l'empêche. Cependant, la formation efficace de tumeur exige des milliers ou des dizaines de milliers de cellules à introduire. Classiquement, ceci a été expliqué par méthodologie pauvre (c.-à-d. les cellules de tumeur détruisent leur viabilité pendant le transfert) ou l'importance critique du micro-environnement, les environnements biochimiques particuliers des cellules injectées. Les défenseurs du paradigme de cellules de tige de cancer arguent du fait que seulement une petite fraction des cellules injectées, les cellules de tige de cancer, ont le potentiel de produire d'une tumeur. Dans la leucémie myéloïde aiguë humaine la fréquence de ces cellules est moins de 1 dans 10.000. [2]
Davantage d'évidence vient de l'histologie, l'étude de la structure de tissu des tumeurs. Beaucoup de tumeurs sont très hétérogènes et contiennent les types multiples de cellules indigènes à l'organe de serveur. L'hétérogénéité est généralement maintenue par des métastases de tumeur. Ceci implique que la cellule qui les a produites a eu la capacité de produire des types multiples de cellules. En d'autres termes, il a possédé le potentiel multidifferentiative, un cachet classique des cellules de tige. [3]
L'existence des cellules de tige leucémiques a incité davantage de recherche dans d'autres types de cancer. Des cellules de tige de Cancer ont été récemment identifiées dans plusieurs tumeurs pleines, y compris le cancer du sein, [4] le cancer de cerveau [5] et les cancers du colon. [6]
Modèles mécanistes et mathématiques
Une fois qu'on présume les voies au cancer, il est possible de développer les modèles prédictifs de biologie mathématique, [7] par exemple, basé sur la méthode de compartiment de cellules. Par exemple, les croissances des cellules anormales de leurs contre-parties normales peuvent être dénotées avec des probabilités spécifiques de mutation. Un tel modèle a été utilisé pour prévoir cette insulte répétée pour mûrir des augmentations de cellules la formation de la progéniture anormale, et par conséquent le risque de cancer. [8] Le travail considérable doit être effectué, cependant, avant que l'efficacité clinique de tels modèles soit établie.
D'où est-ce que les cellules de tige de cancer viennent ?
C'est toujours un domaine de recherche continue. Logiquement, la plus petite modification (et par conséquent la mutation le plus susceptible) pour produire une cellule de tige de cancer seraient une mutation d'une cellule de tige normale. En outre, dans les tissus avec une cadence élevée de rotation de cellules (telle que la peau ou l'épithélium de GI, où les cancers sont communs), il peut discuter que les cellules de tige sont les seules cellules qui de phase assez longtemps pour saisir assez d'anomalies génétiques pour devenir cancéreux. Cependant il est encore possible que les cellules cancéreuses plus différenciées (dans ce que le génome est moins stable) pourraient saisir des propriétés de « stemness ».
Il est probable que dans une tumeur il y ait plusieurs lignes des cellules de tige, avec des neufs étant créés et d'autres qui meurent hors fonction car une tumeur se développe et s'adapte à ses environnements. [9] Par conséquent, les cellules de tige de tumeur peuvent constituer « un objectif en mouvement », les rendant encore plus durs pour traiter.
Difficultés de traitement
En plus des facteurs mentionnés ci-dessus (que les méthodologies actuelles de recherches sont insatisfaisantes et que la population de cellules de tige peut changer), il y a d'autres difficultés.
Les cellules de tige normales de tissu sont naturellement résistantes aux agents chimiothérapeutiques - elles ont de diverses pompes (telles que MDR) des drogues de cette pompe dehors, protéines de réparation d'ADN et elles ont également une cadence lente de rotation de cellules (les agents chimiothérapeutiques visent naturellement reproduire rapidement des cellules).
En outre, il y a eu beaucoup de recherche dans trouver les repères spécifiques qui peuvent différencier des cellules de tige de cancer des cellules cancéreuses normales, avec un certain succès. [10] Ceci peut permettre à des drogues de viser directement les cellules de tige.
Voies de cellules de tige de Cancer
Une cellule de tige normale peut être transformée en cellule de tige de cancer par le disregulation des voies de prolifération et de différentiation le contrôlant. Les scientifiques travaillant aux cellules de tige de cancer espèrent concevoir de nouvelles drogues visant ces mécanismes cellulaires. Les premiers résultats dans cette zone ont été faits utilisant les cellules de tige hématopoïétiques (HSCs) et leurs contre-parties transformées dans la leucémie, la maladie dont l'origine de cellules de tige le plus fortement est établie. Cependant, ces voies semblent être partagées par des cellules de tige de tous les organes.
La voie d'entaille a été connue aux biologistes développementaux pendant des décennies. Son rôle dans la commande de la prolifération de cellules de tige a été maintenant expliqué pour plusieurs types de cellules comprenant [15] les cellules de tige hématopoïétiques, neurales et mammaires. On a proposé des composants de la voie d'entaille pour agir en tant qu'oncogenes dans tumeurs mammaires [16] et autres.
Hérisson sonique et Wnt
Ces voies développementales sont également fortement impliquées en tant que régulateurs de cellules de tige. [17] Les deux le hérisson sonique (SHH) et les voies de Wnt généralement hyperactivated dans les tumeurs et sont exigés pour soutenir la croissance de tumeur. Cependant, les facteurs de transcription de Gli qui sont réglés par SHH prennent leur nom des gliomas, où ils sont généralement exprimés aux niveaux élevés. Un degré d'interférence existe entre les deux voies et leur lancement va généralement de pair. [18] C'est une tendance plutôt qu'une règle. Par exemple, dans le hérisson de cancer du colon la signalisation semble contrarier Wnt. [19]
Références
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