Studiul dezvăluie motivele pentru care gliomul difuz de linie mediană apare în regiunile cerebrale mediene
Cercetătorii de la St. Jude Children’s Research Hospital au demonstrat că anumite celule cerebrale răspund diferit la mutația H3.3 K27M, care influențează multe cazuri de gliom difuz de linie mediană (DMG), în funcție de locația celulei în creierul în dezvoltare.
Aceste descoperiri ajută la explicarea motivului pentru care DMG, un cancer cerebral pediatric asociat frecvent cu această mutație, apare de obicei în trunchiul cerebral și în alte regiuni mediane. Studiul a fost publicat astăzi în Nature Communications.
DMG-urile sunt tumori cerebrale la copii pentru care nu există tratamente eficiente. Aceste tumori se dezvoltă în structuri mediane ale sistemului nervos central, precum trunchiul cerebral, talamusul și măduva spinării, și sunt caracterizate adesea de mutații H3.3 K27M. Deși această mutație joacă un rol critic în dezvoltarea DMG, nu era clar de ce conduce la gliome mediane și nu la gliome din alte părți ale creierului. Înțelegerea acestei specificități este esențială pentru a înțelege biologia DMG.
„Această mutație este fascinantă pentru că poate afecta modul în care ADN-ul este ambalat și interpretat în celule din fiecare parte a corpului; totuși, pare să aibă un avantaj selectiv care conduce cancerul aproape exclusiv în linia mediană a creierului”, a declarat Suzanne Baker, PhD, director adjunct al St. Jude Comprehensive Cancer Center.
Diferențele de locație și cele intrinseci modelază formarea DMG
Pentru a explora aceste diferențe regionale, cercetătorii au examinat celulele precursoare oligodendrocitare (OPC) care se maturizează pentru a produce celulele care formează mielina – materialul izolator care ajută celulele nervoase să transmită semnalele eficient. Ei au comparat OPC-urile din două regiuni: una unde tumorile induse de H3.3 K27M apar frecvent (trunchiul cerebral) și alta unde acestea rareori se formează (telencefalul). Prin studierea acestor celule în condiții controlate, echipa a reușit să urmărească dezvoltarea lor în timp și răspunsul la mutație.
„Prin sincronizarea diferențierii într-un mediu controlat, am putut examina OPC-urile în diverse momente pentru a identifica diferențele de bază dintre regiuni și a înțelege cum influențează mutația aceste diferențe la nivel molecular”, a explicat Jared Andrews, PhD, co-autor principal.
Echipa a descoperit că H3.3 K27M alterează ambalarea ADN-ului într-un mod similar în toate regiunile cerebrale. Cu toate acestea, consecințele ulterioare au fost diferite. În OPC-urile din trunchiul cerebral, mutația H3.3 K27M a menținut celulele într-o stare mai imatură, activ divizată, pentru o perioadă mai lungă, spre deosebire de OPC-urile din alte regiuni cu aceeași mutație. Această fereastră extinsă de imaturitate ar putea explica de ce trunchiul cerebral este deosebit de susceptibil la DMG.
„Este intrigant că o singură mutație poate induce schimbări răspândite similare, dar produce efecte specifice regiunii într-o parte a creierului comparativ cu alta, chiar și în cadrul aceluiași tip celular”, a subliniat Baker.
Echipa a mai constatat perturbări ale căilor de semnalizare care oferă indicii pentru a ghida identitatea și dezvoltarea celulară. Mutația H3.3 K27M are un impact mai puternic asupra semnalizării dezvoltării în OPC-urile din trunchiul cerebral decât în OPC-urile din alte regiuni, evidențiind potențiale căi pentru crearea de terapii adaptate tratării acestui cancer.
„Înțelegerea modului în care cancerele pediatrice deturnează procesele normale de dezvoltare pentru a conduce la formarea tumorilor este esențială pentru îmbunătățirea tratamentelor”, a declarat Baker. „Descoperirile acestui studiu sunt relevante pentru multe tumori cerebrale pediatrice, deoarece stadiul de dezvoltare al creierului joacă un rol important în boală. Considerarea acestor factori este esențială atunci când proiectăm terapii eficiente pentru cancerele cerebrale la copii.”
