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# Biologie# Genomik

Verstehen von übertragbaren Krebsarten bei Tieren

Dieser Artikel betrachtet, wie bestimmte Krebsarten sich zwischen Tieren ausbreiten können.

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ÜbertragbareÜbertragbareKrebserkrankungen: Eintiefer Einblickverbreiten.Krebsarten bestehen bleiben und sichErforschungen, wie diese einzigartigen
Inhaltsverzeichnis

Die Lebensdauer von Krebs ist oft mit der des Wirts verbunden. In den meisten Fällen, wenn der Wirt stirbt, hört auch der Krebs auf zu existieren. Es gibt jedoch seltene Krebsarten, die von einem Tier auf ein anderes übertragen werden können und wie eine Infektion wirken. Solche Krebsarten wurden bei Tasmanischen Teufeln, Hunden und einigen Schalentieren gefunden. Dieser Artikel untersucht, wie sich diese Krebse verbreiten und überleben.

Übertragbare Krebse

Übertragbare Krebse können von einem Wirt zum anderen wechseln. Bei Tasmanischen Teufeln breitet sich der Krebs aus, wenn sie sich gegenseitig beissen und Krebszellen durch ihre Wunden übertragen. Bei Hunden kann eine Art von Geschwulst während der Fortpflanzung übertragen werden. Bei Schalentieren können Krebszellen durch Meerwasser wandern, wahrscheinlich wenn sie gefiltert werden, um Nahrung zu finden. Um den Wechsel von einem Wirt zum anderen zu überleben, haben diese Krebse gelernt, sich der Abstossung durch das Immunsystem zu entziehen. Sie tun dies vielleicht, indem sie bestimmte Gene verändern oder Substanzen freisetzen, die die Immunantwort herabsetzen.

Bivalve übertragbare Neoplasie (BTN)

Eine der frühesten identifizierten übertragbaren Krebse ist im Weichschal-Muschel. Eine spezifische Krebs-Linie hat sich entlang der Ostküste Nordamerikas ausgebreitet. Frühere Studien zeigen, dass dieser Krebs viele Mutationen aufweist, was ihn instabil und anpassungsfähig macht. Um zu verstehen, wie dieser Krebs überlebt und wächst, untersuchten Forscher seine Genaktivität.

Bestätigung des Ursprungs der Hämocyten

Eine frühere Studie sammelte die genetischen Informationen der Weichschal-Muschel und legte ihre Gene dar. Diese aktuelle Analyse verbesserte die zuvor gesammelten Daten und machte sie vollständiger. Indem sie verschiedene Gewebe von infizierten und gesunden Muscheln untersuchten, fanden die Forscher heraus, dass die Krebszellen wahrscheinlich von Hämocyten stammen, den Immunzellen der Muscheln.

Veränderungen in der Genexpression

Eine grosse Anzahl von Genen ist im Krebs aktiver oder weniger aktiv im Vergleich zu gesunden Hämocyten. Dieses Ergebnis passt zu der Idee, dass der Krebs sich erheblich von den ursprünglichen gesunden Zellen entfernt hat. Einige der auffälligsten Veränderungen betreffen Gene, die an der Reaktion auf DNA-Schäden und Zellanhaftung beteiligt sind. Diese Veränderungen könnten dem Krebs helfen, zu wachsen und sich in der Muschelpopulation auszubreiten.

Analyse der Signalwege in MarBTN

Um zu sehen, wie Gene zusammenarbeiten, testeten die Forscher viele Signalwege, um herauszufinden, welche in dem Krebs aktiver oder weniger aktiv waren. Sie fanden heraus, dass viele Signalwege im Zusammenhang mit Immunantworten weniger aktiv waren, was darauf hindeutet, dass sich der Krebs verändert hat, um der Erkennung durch das Immunsystem zu entgehen. Diese adaptive Veränderung könnte es ihm ermöglichen, zu gedeihen und sich auszubreiten.

Genominstabilität und ihre Auswirkungen

Der Krebs zeigt ein hohes Mass an Instabilität, was bedeutet, dass seine genetische Struktur sich ständig ändert. Diese Instabilität scheint sich darauf auszuwirken, wie Gene funktionieren, und ist entscheidend für sein Überleben. Durch das Studium von Genfusionen, also Fällen, in denen Teile verschiedener Gene zusammenkommen, fanden die Forscher heraus, dass der Krebs deutlich mehr Fusionsgene hat als die gesunden Hämocyten. Das deutet darauf hin, dass sich die Krebszellen in einer Weise entwickeln, die ihnen helfen könnte, zu überleben und sich auszubreiten.

Die Rolle von Salzwasser

Der Lebenszyklus dieses Krebses umfasst eine Phase, in der die Zellen im Salzwasser überleben müssen, bevor sie sich auf neue Muscheln ausbreiten. Um zu sehen, wie der Krebs auf Salzwasser reagiert, setzten die Forscher ihn Meerwasser aus und analysierten danach die Genaktivität. Sie fanden heraus, dass der Krebs seine Genaktivität anpasst, wenn er der Salzwasserumgebung ausgesetzt ist, was für die Übertragung auf neue Wirte entscheidend sein könnte.

Adaptive Reaktionen auf Salzwasser

Nach der Exposition gegenüber Salzwasser zeigten sowohl der Krebs als auch gesunde Hämocyten ähnliche Reaktionen, wie Veränderungen im Stoffwechsel und Stressreaktionen. Das deutet darauf hin, dass es grundlegende biologische Reaktionen gibt, die beiden Zelltypen helfen, in dieser herausfordernden Umgebung zu überleben. Allerdings zeigte der Krebs einige spezifische Veränderungen, die ihm helfen könnten, im Salzwasser zu gedeihen.

Häufige Immunreaktionen

Interessanterweise wurden mehrere immunbezogene Gene gefunden, die nach der Exposition gegenüber Salzwasser im Krebs aktiver waren, was im Gegensatz zu ihrer allgemeinen Herabregulation während der Infektion steht. Diese Veränderung in der Genaktivität könnte andeuten, dass der Krebs sich an unterschiedliche Umgebungen anpassen kann, was ein gewisses Mass an Flexibilität zeigt, um sowohl im Wirt als auch in der äusseren Umwelt zu überleben.

Fazit

Insgesamt heben die Ergebnisse die komplexen Wege hervor, auf denen übertragbare Krebse sich anpassen und überleben. Durch die Anpassung ihrer Genexpression und die Reaktion auf unterschiedliche Umgebungen können diese Krebse trotz der Herausforderungen, die durch die Immunabwehr ihrer Wirte entstehen, gedeihen. Zukünftige Studien könnten die frühen Phasen des Krebswachstums weiter untersuchen und wie die Abwehrmechanismen der Wirte gegen solche Infektionen arbeiten, was möglicherweise Aufschluss über ähnliche Prozesse bei konventionellen Krebserkrankungen geben könnte.

Originalquelle

Titel: Gene expression in soft-shell clam (Mya arenaria) transmissible cancer reveals survival mechanisms during host infection and seawater transfer

Zusammenfassung: Transmissible cancers are unique instances in which cancer cells escape their original host and spread through a population as a clonal lineage, documented in Tasmanian Devils, dogs, and ten bivalve species. For a cancer to repeatedly transmit to new hosts, these lineages must evade strong barriers to transmission, notably the metastasis-like physical transfer to a new host body and rejection by that hosts immune system. We quantified gene expression in a transmissible cancer lineage that has spread through the soft-shell clam (Mya arenaria) population to investigate potential drivers of its success as a transmissible cancer lineage, observing extensive differential expression of genes and gene pathways. We observed upregulation of genes involved with genotoxic stress response, ribosome biogenesis and RNA processing, and downregulation of genes involved in tumor suppression, cell adhesion, and immune response. We also observe evidence that widespread genome instability affects the cancer transcriptome via gene fusions, copy number variation, and transposable element insertions. Finally, we incubated cancer cells in seawater, the presumed host-to-host transmission vector, and observed conserved responses to halt metabolism, avoid apoptosis and survive the low-nutrient environment. Interestingly, many of these responses are also present in healthy clam cells, suggesting that bivalve hemocytes may have inherent seawater survival responses that may partially explain why transmissible cancers are so common in bivalves. Overall, this study reveals multiple mechanisms this lineage may have evolved to successfully spread through the soft-shell clam population as a contagious cancer, utilizing pathways known to be conserved in human cancers as well as pathways unique to long-lived transmissible cancers.

Autoren: Michael J Metzger, S. F. M. Hart, F. E. S. Garrett, J. S. Kerr

Letzte Aktualisierung: 2024-09-19 00:00:00

Sprache: English

Quell-URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.09.13.612964

Quell-PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.09.13.612964.full.pdf

Lizenz: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Änderungen: Diese Zusammenfassung wurde mit Unterstützung von AI erstellt und kann Ungenauigkeiten enthalten. Genaue Informationen entnehmen Sie bitte den hier verlinkten Originaldokumenten.

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