Ein mit Down Syndrom assoziiertes Gen unterdrückt Tumorwachstum!

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Autor: Fee
Das Down Syndrom, oder auch Trisomie 21, entsteht durch eine unübliche komplette oder teilweise Verdreifachung des Chromosoms 21 bei der Entstehung des Embryos. Kinder mit diesem Syndrom zeigen eingeschränkte kognitive Fähigkeiten, die in unterschiedlicher Schwere auftreten können. Eine Studie mit 1800 Down Syndrom Patienten aus den USA zeigte im Jahr 2002, dass diese Genommutation zu einer geringeren Anfälligkeit für bestimmte Tumorerkrankungen führt (Yang, Q., et al. Lancet 2002). Und der dieser Unterdrückung zu Grunde liegende Mechanismus wurde nun teilweise aufgeklärt.

Trisomie 21 Genom Schema Ein mit Down Syndrom assoziiertes Gen unterdrückt Tumorwachstum!

In Versuchen mit sogenannten Ts65Dn Mäusen, die 104 der 231 Genes des humanen Chromosoms 21 in dreifacher Kopienzahl besitzen und als Modell für das Down Syndrom dienen, wurde diese Hemmung des Tumorwachstums untersucht. Dazu wurden diesen Mäusen, Lungen- und Hautkrebszellen subkutan injiziert, was zur Ausbildung eines Tumors führt. In weiteren Versuchen mit verschiedenen Genverdoppelingen konnte gezeigt werden, dass die zusätzliche Kopie des Gens DSCR1 (auch als RCAN1 bekannt), einer der Hauptakteure dieses Effektes ist. Dieses an der Suppression neuer Blutgefässe durch Inhibition des Angiogenesefaktors VEGF beteiligte Gen, unterbindet die Signale des Tumors, neue Gefässe zu bilden, die dieser für seine Ernährung und sein Wachstum zwingend braucht.
Um herauszufinden, ob es noch weitere Spieler in dieser Wachstumsunterdrückung gibt, wurden Ts65Dn Mäuse gezüchtet, bei denen jedoch DSCR1 nicht mehr trisomisch vorlag. Und auch in diesem Fall kam es zu einer merklichen Unterdrückung des Tumorwachstums. Es müssen also mehrere Gene an der Kontrolle diese Signalweges, der auf die Calcineurinkaskade beruht, beteiligt sein. Versuche mit Mauszellkulturen die Kombinationen der verdoppelten Gene besassen zeigten zum Beispiel, dass das Gen Dyrk1A die Tumorsuppressorwirkung von DSCR1 noch verstärkt.
Um diese Ergebnisse in einem humanen System zu untersuchen wurden induzierte Pluripotente Stammzellen (iPS) aus Hautzellen von gesunden und Down Syndrompatienten hergestellt und in Mäuse injiziert. Injizierte iPS führen zur Bildung sogenannter Terratome, Tumoren aus verschiedenen Zelltypen. Das Wachstum der Terratome aus Down Syndrom iPS, zeigte im Vergleich zu den Vergleichs-iPS ein stark eingeschränktes Wachstum. Es scheint also, dass diese Ergebnisse auch auf Menschen übertragbar sind.

Baek, K., Zaslavsky, A., Lynch, R., Britt, C., Okada, Y., Siarey, R., Lensch, M., Park, I., Yoon, S., Minami, T., Korenberg, J., Folkman, J., Daley, G., Aird, W., Galdzicki, Z., & Ryeom, S. (2009). Down’s syndrome suppression of tumour growth and the role of the calcineurin inhibitor DSCR1 Nature DOI: 10.1038/nature08062

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