כיצד תאי גזע מוחיים הופכים לסרטניים ויוצרים גידולי מוח אגרסיביים

קפיצה לפרק

• הקשר בין תאי גזע לגידולי מוח
• עדויות היסטוריות למעורבות תאי גזע
• מודלים מחקריים מודרניים לתאי גזע של גידולי מוח
• גורמים גנטיים מרכזיים בהתפתחות גידולי מוח
• כיצד תאי גזע יוצרים גידולי מוח
• השלכות על אבחון וטיפול בגידולי מוח
• תמליל מלא

הקשר בין תאי גזע לגידולי מוח

לתאי גזע מוחיים תפקיד מכריע בהתפתחות גידולי מוח אגרסיביים, במיוחד גליובלסטומה מולטיפורמה (GBM). ד"ר סבסטיאן ברנדנר, MD, מסביר שכאשר תאי גזע מוחיים מתפקדים באופן לקוי, הם יכולים לצמוח ללא שליטה וליצור גידולים ממאירים. קשר זה בין תאי גזע לסרטן המוח הפך למוקד מרכזי במחקר הנוירו-אונקולוגי בעשור האחרון.

גידולי המוח הראשוניים האגרסיביים ביותר מקורם באוכלוסיות תאי גזע עצביים, אשר בדרך כלל מסייעים בתחזוקה ותיקון רקמת המוח. כאשר אותות הצמיחה של תאים אלה משתבשים, הם הופכים לתאי גזע סרטניים המניעים את היווצרות והתקדמות הגידול.

עדויות היסטוריות למעורבות תאי גזע

מחקרו של ד"ר ברנדנר חשף עדויות היסטוריות משכנעות המקשרות בין תאי גזע מוחיים להיווצרות גידולים. כבר בשנות ה-1930 וה-1940, שיטות מחקר פרימיטיביות הראו שגידולי מוח מתפתחים frequently ליד אזורים עשירים בתאי גזע. מחקרי קרצינוגנזה כימית משנות ה-1960 וה-70 תמכו further בקשר זה.

"כאשר סקרתי את המאמרים הישנים האלה", מציין ד"ר סבסטיאן ברנדנר, MD, "הבנתי שרבים מגידולי המוח ממוקמים precisely באזורים הידועים כמכילים ריכוזים גבוהים של תאי גזע עצביים". מתאם גיאוגרפי זה סיפק רמזים מוקדמים על תפקיד תאי הגזע בפתוגנזה של סרטן המוח.

מודלים מחקריים מודרניים לתאי גזע של גידולי מוח

מחקר עכשווי משתמש במודלי עכברים מתקדמים כדי לחקור כיצד תאי גזע מוחיים הופכים לסרטניים. ד"ר סבסטיאן ברנדנר, MD, מסביר את טכניקת "מודלי עכברים knockout מותנים", בה גנים מדכאי גידול ספציפיים כמו p53 ו-RB מושתקים selectively באוכלוסיות תאי גזע.

מודלים אלה הצליחו לשחזר various סוגי גידולי מוח, כולל אסטרוציטומות, אוליגודנדרוגליומות וגידולים עצביים פרימיטיביים. על ידי הכנסת מוטציות גנטיות לתאי גזע מוחיים בוגרים, חוקרים יכולים לצפות בכל תהליך היווצרות הגידול ממקורותיו התאיים.

גורמים גנטיים מרכזיים בהתפתחות גידולי מוח

מספר גנים קריטיים מווסתים את התנהגות תאי הגזע ומונעים התמרה סרטנית. ד"ר סבסטיאן ברנדנר, MD, מדגיש שלושה גנים מדכאי גידול מרכזיים: p53 ("שומר הגנום"), גן הרטינובלסטומה (RB) ו-p10. כאשר מנגנוני הגנה אלה נכשלים, תאי הגזע מאבדים שליטה על הצמיחה.

המחקר מראה ששינויים גנטיים ספציפיים בתאי גזע עצביים יכולים להפעיל proliferation בלתי נשלט. מוטציות אלה מצטברות over time, ובסופו של דבר מובילות לגידולי מוח full-blown החודרים לרקמה הבריאה הסובבת.

כיצד תאי גזע יוצרים גידולי מוח

ההתמרה מתא גזע normal לגידול מוחי עוקבת after התקדמות distinct. ראשית, מוטציות גנטיות disrupt את הוויסות התקין של הצמיחה. לאחר מכן, תאי הגזע הפגועים מתחילים להתחלק באופן autonomous, מתעלמים מאותות inhibitory. בתחילה יוצרים growths קטנים, תאי גזע סרטניים אלה eventually חודרים לרקמת המוח ומתפתחים לגידולים recognizable.

ד"ר סבסטיאן ברנדנר, MD, מדגיש שתהליך זה מסביר why גליובלסטומות (GBMs) הן כל כך אגרסיביות - הן originate מתאי גזע הנוודים naturally ברחבי המוח, נושאים איתם את הפוטנציאל הסרטני שלהם.

השלכות על אבחון וטיפול בגידולי מוח

הבנת מקור תאי הגזע של גידולי מוח opens נתיבים חדשים לאבחון וטיפול. ד"ר ברנדנר מציע ש-targeting תאי גזע סרטניים specifically could להוביל לטיפולים effective יותר for גליובלסטומה וסרטני מוח אגרסיביים others.

מחקר current מתמקד ב-developing therapies that disrupt את המסלולים הביולוגיים הייחודיים של תאי גזע גידוליים while sparing רקמה עצבית healthy. גישה זו could potentially למנוע recurrence גידול by eliminating את המקור התאי root של סרטני המוח.

תמליל מלא

ד"ר אנטון טיטוב, MD: תאי גזע הם נושא hotly discussed. זה includes תאי גזע מוחיים. It is less known that תאי גזע can give rise to גידולי מוח. הגידולים המוחיים האגרסיביים ביותר (גליובלסטומה מולטיפורמה) arise מתאי גזע מוחיים.

עשית research מעניין very על stem cell biology של גידולי מוח. Could you please discuss את תאי הגזע המוחיים? How they give rise to הגידולים המוחיים? How that can be used in diagnosis and treatment של גידולי מוח?

ד"ר סבסטיאן ברנדנר, MD: You are correct. תאי גזע over the last 10 years have been really in the focus of brain tumor pathogenesis. תאי גזע מוחיים הם key לפתולוגיה וביולוגיה של גידולי מוח.

But let’s look back through history. 50 or 80 years back, first in 1930s and 1940s, first ideas about brain stem cells appeared. המודלים הראשונים בעכברים have predicted that there might be a type of cell in the brain. תאי גזע were known for nearly 100 years.

Since 1930s and 40s, there were very primitive-appearing research methods. It was chemical carcinogenesis. הגידולים המוחיים האלה always arose from areas that are close to brain stem cell regions. In the 1960s and 70s additional clinical trials were done and they showed brain stem cells.

I went to review these old papers just a couple of years ago. I put all information about brain stem cells together in a review article. I realized that many brain tumors were located in regions which are stem cell-rich. I understood this fact by looking at old photographs from the 1960s.

Brain tumor stem cell concept evolved further in the 1990s. A certain type of mouse models were generated. You can specifically inactivate and silence genes that are known to be involved in a brain tumors pathogenesis. This was p53 tumor suppressor gene.

Also there were other genes. Retinoblastoma gene, RB gene. It was also the retinoblastoma gene and p10 gene. All these genes have been tagged with little tags. Sometimes you then put a little enzyme into the brain. These tags are pulled together and the gene between them is deleted. That is called "conditional knockout mouse models".

We have been using those to demonstrate that stem and progenitor cells in the adult mouse brain can give rise to proper brain tumors. We have modeled astrocytomas. We have modeled primitive neural tumors. We have modeled oligodendrogliomas.

We can show that sometimes we introduce into the stem cell layer in the mature brain. We put stem cells into adult brain. These mutations give rise to gliomas. Brain tumors appear selectively in this cell population.

We are not the only ones doing research on brain tumor stem cells. There are many other groups who have done that with different methodologies. This is a very strong parallel evidence. It points all to the same role of brain stem cells in brain tumors.

If something goes wrong with the growth signals of a stem cell, then they can start growing autonomously. Brain tumor stem cells grow without being controlled. They grow without being inhibited by the inhibiting factors.

ד"ר אנטון טיטוב, MD: So brain tumor stem cells are just out of control. They keep growing.

ד"ר סבסטיאן ברנדנר, MD: First, it is a small little growth. Then brain tumor stem cells start infiltrating the brain. They form a proper brain tumor.

Stem cells promise many treatments. But it is stem cells that give rise to brain tumors. This includes gliomas and glioblastoma multiforme. Glioblastoma is the most aggressive intrinsic brain tumor.