Een nieuwe samenwerking tussen twee UC Santa Barbara-labs onderzoekt het onderliggende moleculaire mechanisme van een opmerkelijk proces genaamd anastase, een Grieks woord dat 'tot leven komen' betekent. Voortbouwend op eerder werk dat aantoont dat cellen kunnen herstellen van de rand van de dood, de nieuwe studie toont aan dat anastase een actief proces is dat uit twee te onderscheiden fasen bestaat. De bevindingen van het team verschijnen in de Tijdschrift voor celbiologie .

"We wisten al dat cellen nieuwe genen moeten transcriberen om te herstellen, " verklaarde corresponderende auteur Denise Montell, UCSB's Duggan hoogleraar moleculaire, mobiel, en ontwikkelingsbiologie. "Dus hebben we elk molecuul mRNA in de cellen geprofileerd toen ze begonnen te sterven en daarna als ze herstelden."

Eerst, de biologen voegden een toxine toe aan het groeimedium om apoptose te induceren - een vorm van geprogrammeerde celzelfmoord die een integraal onderdeel is van bijna elke ziekte - en brachten de cellen op de rand van de dood. Daarna verwisselden ze het medium om de inductor te verwijderen en lieten ze de cellen herstellen voor één, twee, drie, vier, acht of twaalf uur. Bij elke stap op de weg, de onderzoekers verzamelden miljoenen cellen en bepaalden hun RNA's om te ontdekken hoe hun genetisch profiel tijdens dit proces veranderde. Het laboratorium van Montell werkte samen met het Kosik Molecular and Cellular Neurobiology Lab van UCSB, die de RNA-analyse heeft uitgevoerd.

De gegevens van de RNA-profielen toonden niet alleen de actieve aard van het anastaseproces aan, maar toonden ook de twee verschillende fasen ervan. Gedurende de eerste vier uur de cellen ondergaan enorme veranderingen in genexpressie in vergelijking met onbehandelde cellen. Toch lijken cellen na een uur herstel veel meer op elkaar dan op cellen na acht uur, die lijken op die van de 12-uursmarkering.

"We ontdekten ook dat zelfs wanneer cellen op het punt staan ​​te sterven, ze verrijken in het geheim overlevings-RNA's, "Zei Montell. "De cellen weten niet of het beter of slechter gaat worden, dus ze houden vast aan enkele overlevingsmoleculen voor het geval dat. Dus de cellen zijn klaar om te herstellen, zelfs als ze sterven."

Het team concentreerde zich op een bepaald pro-overlevings-RNA, slak genaamd, dat op het randje van de dood is verrijkt. De cellen maken geen eiwit uit het RNA of breken het af; liever, ze houden het vast. Toen de wetenschappers de expressie van slak verhinderden, de cellen waren niet in staat om te overleven.

Ze ontdekten ook dat RNA's die in de vroege fase van anastase worden geïnduceerd, de transcriptie van andere genen bevorderen, waardoor cellen kunnen herstellen en beginnen te delen. In de latere fase, RNA's veranderen wat ze maken en verwerven het vermogen om te migreren.

"Sommige dingen komen tot uiting tijdens het hele herstelproces, waaronder angiogenese-inductoren die nieuwe bloedvaten maken, " merkte Montell op. "Dit lijkt veel op wondgenezing:celproliferatie of migratie om de leemte op te vullen en de aanmaak van nieuwe bloedvaten om het herstel te voeden.

"Dat is allemaal goed en wel in een gunstig normaal proces, " voegde Montell eraan toe. "Bijvoorbeeld, tijdens een hartaanval, wanneer hartcellen geen zuurstof meer krijgen, als ze kunnen herstellen, Dat is goed nieuws. Maar als kankercellen hetzelfde doen, het is slecht nieuws. Het is bekend dat chemotherapiemedicijnen en bestraling kankercellen ertoe aanzetten apoptose te ondergaan. Maar anastase kan hen een manier geven om terug te veren na de behandeling."

Nu de onderzoekers dit moleculaire mechanisme hebben beschreven, ze zijn vooral geïnteresseerd in de vroegste fasen van herstel voordat cellen nieuwe genen beginnen te transcriberen. Ze willen ook de cellulaire effecten van anastase op de lange termijn beter begrijpen.

"We willen weten of een cel die herstelt van de rand van de dood een permanente epigenetische herinnering aan de ervaring behoudt, " Zei Montell. "We willen ook weten of cellen die één ronde van anastase hebben doorgemaakt, meer of minder veerkrachtig zijn tegen een volgende ronde. En het belangrijkste, ligt het mechanisme dat we in dit artikel beschrijven aan de basis van terugval na chemo en bestralingstherapie?"