Das Erfassen von „Junk“-RNA nach einer Chemotherapie verbessert die Blutregeneration

Das Erfassen von "Junk"-RNA nach einer Chemotherapie verbessert die Blutregeneration

Chemotherapie wird häufig verwendet, um Menschen mit Krebszellen zu behandeln. Während der Therapie beeinflussen chemotherapeutische Vertreter zahlreiche biochemische Verfahren, um die Entwicklung von Krebszellen, die sich beim Menschen hektisch separieren, zu beseitigen oder zu vermindern. Die zellschädigende Wirkung der Chemotherapie wirkt sich jedoch auf Krebszellen aus, aber auch im Prinzip auf mehrere verschiedene andere Zellarten, bestehend aus radelnden Blutzellen. Dies versetzt das hämatopoetische System unter extreme Angst und presst hämatopoetische Stammzellen (HSCs) im Knochenmark, um frische Zellen zu erzeugen und den stetigen Pool getrennter Blutzellen im Körper wiederherzustellen.

Forscher des MPI für Immunbiologie und Epigenetik sowie Mitarbeiter der Universität Freiburg, Lyon, Oxford sowie des St. Jude Children's Research Hospital in Memphis haben derzeit entdeckt, dass hämatopoetische Stammzellen RNA-Partikel aus DNA-Abfällen verwenden, um die deren Aktivierung nach Chemotherapie.

Aufwachschwellung bei HSC

Hämatopoetische Stammzellen stehen an der Spitze der hämatopoetischen Hackordnung und können die meisten Blutzellen, die aus Immunzellen bestehen, erzeugen. Bei normalen Problemen blieben HSCs im Knochenmark inaktiv, um ihre lang anhaltende Selbsterneuerungsfähigkeit zu erhalten und eine Ermüdung der Stammzellen zu vermeiden. Nach einer Chemotherapie sind sie jedoch „gezwungen“, die Ruhe zu verlassen und mit dem Radfahren zu beginnen. „Hämatopoetische Stammzellen reagieren auf eine Chemotherapie, indem sie sich zu vermehren beginnen. Wir wissen, dass Entzündungssignale für die HSC-Aktivierung entscheidend sind, aber wir verstehen noch nicht genau, wie dies geschieht“, sagt Eirini Trompouki, Teamleiterin am MPI für Immunbiologie sowie Epigenetik in Freiburg.

Ein Weblink zwischen durch Chemotherapie verursachten Schwellungen und Abfall-RNA

Interessanterweise beobachteten sie und ihre Gruppe, dass neben den RNAs der „zeitlosen“ kodierenden Genetik auch RNA-Partikel in HSCs nach einer Chemotherapie erfasst werden. Transponierbare Aspekte sind Virusreste wie Infektionen oder Keime, die in unzähligen Jahren der Entwicklung tatsächlich direkt in das Genom eingebaut wurden. Forscher betrachten diese beträchtlichen Erbsenhaare, die das Genom von Menschen und Computermäusen zu mehr als einem Drittel kontrollieren, in der Regel, scheinen jedoch bestimmte Merkmale nicht als "Schrott-DNA" aufzuweisen.

Als die Gruppe sah, dass RNA aus diesen Aspekten nach einer Chemotherapie erzeugt wird, lautete die Frage danach: „Gibt es einen Zusammenhang zwischen der transponierbaren Element-RNA und den nach der Chemotherapie beobachteten erhöhten Entzündungssignalen?“ diskutiert Thomas Clapes, leitender Autor der Forschung. Tatsächlich haben HSCs einige Rezeptoren gemeinsam, die Schwellungen verursachen können, aber sie sind hauptsächlich mit Immunzellen verwandt und ihre Funktion besteht darin, virale RNA aufzunehmen. „Wir haben die Hypothese aufgestellt, dass diese Rezeptoren auch an transponierbare Element-RNA binden könnten“, sagt Aikaterini Polyzou Die Informationen der Forscher zeigen, dass die transponierbare Komponenten-RNA an den Immunrezeptor MDA5 binden und eine entzündliche Wirkung auslösen kann, die dazu führt, dass HSCs sich beruhigen und sich zu vermehren beginnen. „Ohne diese Wechselwirkungen wird die HSC-Aktivierung langsamer und weniger effizient. Dies deutet darauf hin, dass die RNA-Erfassung wahrscheinlich nicht für die hämatopoetische Regeneration notwendig ist, aber dazu beiträgt, die Blutregeneration nach einer Chemotherapie zu verbessern“, sagen Clapes, Polyzou sowie Pia Prater.

Mechanismus oder Einstellung?

Diese Recherchen helfen, die molekularen Grundlagen der hämatopoetischen Regeneration, insbesondere nach einer Chemotherapie, besser zu verstehen. Die Ergebnisse zeigen jedoch auch, dass die transponierbare Komponenten-RNA von den Zellen während der Entwicklung von Veränderungen verwendet wird. Der Wechsel einer Zelle von einem inaktiv-ruhenden zu einem energetisch proliferativen Zustand weist auf eine umfassende Rekonstruktion des Genoms hin. Zum Beispiel muss die Zelle die Genetik ausschalten, die für die Energiespareinstellung verantwortlich ist, sowie die Genetik aktivieren, die für eine erhöhte Stoffwechselrate oder das Zellbiking entscheidend ist. „Es ist interessant zu denken, dass Zellen transponierbare Elemente oder andere sich wiederholende RNAs verwenden, um sich zu verfeinern und anzupassen, wenn sie ihren Zustand ändern müssen, zum Beispiel nach Stress, wie einer Chemotherapie oder sogar nach physiologischen Stresssignalen wie Entwicklung oder Altern“, so Trompouki vermuten, dass die Verwendung von RNA ein Mittel für die Zelle ist, um sowohl die Transkription der Barriere zu fühlen als auch zu stornieren. „Wir müssen noch viel mehr herausfinden, um zu verstehen, ob die RNA-Erfassung eine evolutionäre Anpassung ist, die in Fällen hoher zellulärer Plastizität verwendet wird, um Entscheidungen über das Zellschicksal zu verfeinern“, sagt Trompouki.