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Indagare il ruolo del BMAA nella progressione del neuroblastoma

La ricerca mette in evidenza l'impatto del BMAA sul neuroblastoma e le sfide nel trattamento.

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Il Neuroblastoma è un tipo di cancro che colpisce soprattutto i bambini. Nasce da cellule speciali nel sistema nervoso chiamate cellule progenitrici della cresta neurale. Questo cancro può manifestarsi in modi diversi, e questa varietà lo rende difficile da trattare. Alcuni bambini diagnosticati con neuroblastoma sono a basso rischio e non hanno bisogno di molto trattamento. Ma purtroppo, quasi la metà dei bambini ha una forma ad alto rischio che richiede piani di trattamento più complicati. Anche se questi bambini entrano in remissione (quando il cancro scompare), molti di loro possono avere delle recidive, il che significa che il cancro torna indietro, e spesso questo è dovuto all'aggressività del cancro.

Uno dei motivi che rendono il neuroblastoma difficile è che le cellule tumorali possono cambiare in uno stato che le aiuta a nascondersi e a sopravvivere meglio, il che potrebbe portare a una recidiva. Quindi, capire cosa fa cambiare stato a queste cellule tumorali potrebbe aiutare a trattare meglio questa malattia.

Transizione Epiteli-Mesenchimale (EMT)

Quando le cellule tumorali cambiano da un tipo all'altro, si chiama Transizione Epiteli-Mesenchimale o EMT. Le cellule che attraversano questo cambiamento possono diventare più mobili, più resistenti e migliori a sopportare il trattamento. Ci sono diverse cose che possono causare l'EMT nelle cellule, come la mancanza di ossigeno o alcune proteine nel corpo. Molti studi mostrano che se riusciamo a fermare un percorso specifico nelle cellule chiamato Via Wnt, potremmo anche fermare l'EMT. Alcuni farmaci sono già utilizzati su altri tipi di tumori per bloccare questo percorso.

Il mistero del BMAA

Ora, parliamo di un villain: una tossina chiamata beta-metilamino-L-alanina, o BMAA per farla breve. Questa tossina proviene da alcuni tipi di alghe blu-verdi. Potresti averne sentito parlare se hai mai seguito una lezione di scienze sull'oceano o sui laghi. Anche se è nota per danneggiare il cervello, i ricercatori stanno cominciando a pensare che potrebbe influenzare anche le cellule di neuroblastoma.

Il BMAA è presente in corpi idrici dove fioriscono queste alghe, il che può essere un problema mentre il cambiamento climatico porta a un aumento di queste fioriture. Quindi, la preoccupazione è che, mentre affrontiamo il riscaldamento globale, più persone potrebbero essere esposte a questa tossina, rendendo essenziale capire esattamente cosa fa il BMAA sulla salute umana.

Come studiamo queste cose?

I ricercatori usano un tipo speciale di cellula chiamata IMR-32, che è una linea cellulare di neuroblastoma, per capire meglio come si comporta il neuroblastoma e come il BMAA potrebbe influenzarlo. Coltivano queste cellule in diverse condizioni per vedere come reagiscono al BMAA.

Coltura cellulare

Gli scienziati coltivano le cellule IMR-32 in un liquido speciale chiamato EMEM con alcuni nutrienti aggiuntivi per aiutarle a prosperare. Mantengono le cellule a una temperatura comoda di 37 gradi Celsius con un po' di anidride carbonica per tenerle felici.

Osservando al microscopio

Per vedere come appaiono e si comportano le cellule, gli scienziati usano un microscopio che permette loro di catturare immagini. Possono analizzare queste immagini per saperne di più sul comportamento delle cellule.

Controllo dell'attività genica

Gli scienziati possono anche controllare quanto sono attivi diversi geni nelle cellule dopo averle trattate con il BMAA. Lo fanno estraendo l'RNA dalle cellule, trasformandolo in una forma che può essere studiata e poi vedendo quali geni sono più o meno attivi.

Clonazione delle cellule

Fanno anche un'analisi clonogenica, dove coltivano queste cellule in una piastra, le trattano con BMAA e poi contano quante colonie di cellule sopravvivono. Più colonie significano che la tossina aiuta le cellule a sopravvivere meglio.

Graffiando le cellule

In un altro esperimento, gli scienziati creano un graffio nelle cellule per vedere quanto velocemente possono muoversi e riempire quel graffio. Se si muovono rapidamente, questo potrebbe indicare aggressività, che è ciò che accade con le cellule tumorali.

Misurazione delle sferette tumorali

Il laboratorio può anche coltivare sferette tumorali, che sono gruppi di cellule di neuroblastoma. Trattandole con diverse quantità di BMAA, possono vedere se la dimensione di queste sfere aumenta, il che indica se il BMAA aiuta queste cellule a crescere.

Test di resistenza alla chemioterapia

Poi ci sono test per vedere come il BMAA influisce sulla capacità di queste cellule di sopravvivere a farmaci chemioterapici comuni come il Doxorubicina. Se le cellule riescono a resistere meglio al farmaco quando trattate con BMAA, è un campanello d'allarme.

Test Matrigel Transwell

C'è anche un test in cui gli scienziati vedono quanto bene le cellule possono invadere un tipo speciale di gel, che è un altro modo per osservare quanto è aggressivo il cancro. Più le cellule invadono, più aumenta la preoccupazione per le possibilità di diffusione.

Cosa abbiamo trovato finora?

BMAA e progressione del cancro

I primi risultati suggeriscono che il BMAA potrebbe avere un ruolo nella progressione del neuroblastoma influenzando il processo di EMT. Questo significa che potrebbe aiutare le cellule tumorali a passare a uno stato più aggressivo che è più difficile da trattare. Anche se è stato dimostrato che il BMAA può interferire con le vie di segnalazione genica come la Wnt, servono ulteriori studi per capire chiaramente come funziona questa tossina.

Sopravvivenza delle singole cellule

Qual è una scoperta spaventosa? Il BMAA sembra aiutare le cellule tumorali a sopravvivere quando sono sole, il che è un modo in cui il cancro si diffonde. Più colonie di cellule sopravvivono dopo il trattamento con BMAA, più possono diffondersi.

Mobilità cellulare

La ricerca mostra che il BMAA può aiutare queste cellule di neuroblastoma a muoversi meglio, il che fa parte di come i tumori si diffondono. Quando gli scienziati hanno graffiato le cellule, quelle trattate con BMAA hanno riempito le lacune molto più velocemente.

Crescita delle sferette tumorali

Nei test con le sferette tumorali, il BMAA ha aumentato la loro dimensione ma non ha aiutato a crearne di nuove. Questo suggerisce che il BMAA potrebbe aiutare le cellule tumorali esistenti a crescere meglio, il che indica una seria preoccupazione.

Resistenza alla chemioterapia

Tornando al grande lupo cattivo del trattamento del cancro - la chemioterapia! Gli studi mostrano che il BMAA potrebbe rendere le cellule di neuroblastoma resistenti al Doxorubicina, che è spesso usata per trattare questo tipo di cancro. Anche se il Dox funziona per la maggior parte, il suo potere potrebbe essere ridotto dal BMAA.

Il ruolo della Wnt in tutto questo

La via Wnt è come un'autostrada per i segnali che controllano la crescita cellulare e come le cellule si differenziano. Quando il BMAA entra in gioco, sembra accelerare questa autostrada, promuovendo la crescita delle cellule tumorali. I ricercatori hanno scoperto che la tossina può aumentare l'attività di diversi geni correlati alla via Wnt, dando a quelle cellule tumorali più carburante per crescere.

MYC: Un attore chiave

Myc è un altro gene importante in questa storia. È come un altoparlante per la via Wnt, influenzando quanto velocemente crescono le cellule. Usando un inibitore di Myc, gli scienziati potrebbero frenare la crescita indotta dal BMAA, il che potrebbe fornire una nuova angolazione per i futuri trattamenti contro il cancro.

Cosa c'è dopo?

I prossimi passi in questa ricerca potrebbero includere la scoperta di quali parti specifiche del BMAA stanno influenzando la via Wnt e l'attivazione di Myc. Se gli scienziati possono scoprire di più su come il BMAA contribuisce al comportamento del cancro, potrebbero esserci nuove strategie per trattare il neuroblastoma.

Il quadro generale e le implicazioni future

Il BMAA non è solo una curiosità da laboratorio; è un promemoria di come il nostro mondo in cambiamento può impattare sulla salute. Con il cambiamento climatico che rende più comuni le fioriture di alghe, comprendere il ruolo del BMAA diventa ancora più urgente. Troveremo modi per minimizzare i suoi effetti sulla salute umana?

Mentre i ricercatori continuano a districare questa rete di interazioni, i trattamenti per il neuroblastoma potrebbero migliorare, specialmente per i bambini vulnerabili che affrontano questa difficile battaglia. Forse, solo forse, il percorso davanti potrebbe portare a migliori opzioni di trattamento per i casi di neuroblastoma ad alto rischio, offrendo speranza a chi è colpito.

Conclusione

Quindi, eccolo qui! Il neuroblastoma è una bestia complessa, ma armati della conoscenza sugli effetti del BMAA e i suoi legami con la segnalazione Wnt e Myc, potremmo essere in grado di combatterlo in modo più efficace. Man mano che apprendiamo di più, c'è speranza che trattamenti innovativi possano brillare nella oscurità per i bambini diagnosticati con questa malattia difficile.

Fonte originale

Titolo: The biotoxin BMAA promotes mesenchymal transition in neuroblastoma cells

Estratto: Mesenchymal-like cancer cells are an indicator of malignant tumors as they exhibit tumorigenic properties including downregulation of differentiation markers, and increased colony-forming potential, motility, and chemoresistance. We have previously demonstrated that the cyanobacterial biotoxin beta-methylamino-L-alanine (BMAA) is capable of influencing neural cell differentiation state through mechanisms involving the Wnt signaling pathway, suggesting the possibility that BMAA may play a role in influencing other Wnt related differentiation processes including mesenchymal transition. In this study we present evidence characterizing the effects of BMAA on mesenchymal transition in a human neuroblastoma cell line and provide support for the hypothesis that the biotoxin can promote this process in these cells by altering differentiation state, inducing changes in gene expression, and changing cellular function in manners consistent with cellular mesenchymal transition. Results of this study indicate that BMAA exposure may promote carcinogenesis through its effects on cell differentiation state in certain contexts. These results suggest that exposure to the biotoxin BMAA may be an influencing factor in chemotherapy resistance and cancer relapse in neuroblastoma.

Autori: Ellie Moore, Abby Renner, Taylor Dowden, Devin Messer, Hayes Hansen, McKinnely Mull, Abigail Goebel, Grace Mawawa, Bryan Burton, Matthew Pawlus

Ultimo aggiornamento: 2024-11-08 00:00:00

Lingua: English

URL di origine: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.11.07.622435

Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.11.07.622435.full.pdf

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

Modifiche: Questa sintesi è stata creata con l'assistenza di AI e potrebbe presentare delle imprecisioni. Per informazioni accurate, consultare i documenti originali collegati qui.

Si ringrazia biorxiv per l'utilizzo della sua interoperabilità ad accesso aperto.

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