Nieuw inzicht in het huidbruiningsproces suggereert een nieuwe manier om huidkanker te voorkomen

Anonim

Nieuw inzicht in het huidbruiningsproces suggereert een nieuwe manier om huidkanker te voorkomen

Gezondheid & Welzijn

Mike Hanlon

9 oktober 2006

2 afbeeldingen

9 oktober 2006 Hoewel synthetische afbeeldingen en gekunstelde looks helpen onze ideeën over wat aantrekkelijk is en wat de tijd is, vorm te geven, vermoeden we dat de zongebruinde look de herkenning van een gezonde, robuuste persoon in de buitenlucht en ongeacht de vorm van de ozonlaag veroorzaakt is in, de gebronsde look is nog steeds waarschijnlijk nog in de mode voor een lange tijd. Dat maakt het volgende geweldige nieuws voor de zonaanbidders van de wereld. Bevindingen van een onderzoek onder leiding van onderzoekers van het Dana-Farber Cancer Institute en Children's Hospital in Boston hebben het begrip van de wetenschap over het proces van huidbruinheid herschreven - een inzicht dat hen in staat heeft gesteld een veelbelovende manier te ontwikkelen om eerlijke gevilde mensen van huidkanker veroorzaakt door blootstelling aan zonlicht.

De studie, gepubliceerd door het tijdschrift Nature in haar 21 september kwestie, bestond uit het geven van bruinzuren aan speciaal ontwikkelde muizen, niet door ze bloot te stellen aan ultraviolette stralen in zonlicht (de gebruikelijke route naar een kleurtje), maar door een crème toe te passen die van richting veranderde op de bruiningsmachines in hun huidcellen. Omdat mensen die gemakkelijk bruin worden, of van nature een donkere huid hebben, veel minder kans hebben om huidkanker te ontwikkelen dan mensen met een lichte huidskleur - die eerder zonnebrand krijgen dan bruin te worden - suggereren de resultaten dat medicinaal geïnduceerde tans at-risk individuen kunnen beschermen tegen de ziekte.

"Het onderzoek omvatte het gebruik van een klein molecuul om het proces dat ontstaat wanneer de huidcellen door ultraviolet licht van de zon worden getroffen, na te bootsen", zegt de senior auteur van de studie, David E. Fisher, MD, PhD, directeur van het Melanoma-programma bij Dana-Farber en een professor in kindergeneeskunde bij Children's Hospital Boston. Hoewel de stof die in de studie is gebruikt, nog niet is getest bij mensen, tonen de resultaten het principe aan dat daadwerkelijk bruinen kan worden 'gered' door de normale route te herkennen en de precieze stap waar deze wordt geblokkeerd bij mensen die niet goed kleuren, "merkt hij op.

Melanoom is de snelst stijgende vorm van kanker in de wereld, goed voor 62.000 nieuwe gevallen in de Verenigde Staten elk jaar en bijna 8000 sterfgevallen, volgens de American Cancer Society. Het komt voor wanneer pigmentmakende huidcellen melanocyten beginnen te delen die ongebreideld delen als gevolg van schade aan hun DNA. Als melanoomtumoren worden gedetecteerd en operatief worden verwijderd voordat hun cellen zich naar andere delen van het lichaam verspreiden, hebben patiënten een kans van bijna 100 procent om te overleven. De kans hierop neemt echter sterk af als de behandeling niet begint voordat de ziekte is uitgezaaid of uitgezaaid.

Een trigger voor melanoomontwikkeling lijkt ultraviolet (UV) licht van de zon te zijn, wat het DNA van de huid kan beschadigen. Voor het grootste deel van de menselijke geschiedenis, mensen met een lichte huid, die slecht looien, bezette gebieden met weinig blootstelling aan de zon, zoals Scandinavische gebieden met wintermaanden van duisternis. Omdat de menselijke populaties over de hele wereld verspreid zijn, zijn er steeds meer mensen met een lichte huid in zonnige klimaten komen wonen en zijn de percentages van melanoom en andere huidkanker gestegen.

Het nieuwe rapport van Dana-Farber is ontstaan ​​uit de inspanningen van Fisher's laboratorium om melanoom te bestuderen bij muizen waarvan de schone huid voortkwam uit dezelfde genetische wortels als mensen met een lichte huid. De onderzoekers slaagden erin roodharige muizen te produceren waarvan de lichte huid melanocyten bevatte, maar wanneer de muizen werden onderworpen aan lage niveaus van UV-straling, kleurden ze niet. Noch kleurden ze toen de UV-niveaus enigszins werden verhoogd; maar toen ze iets meer groeiden, kregen de dieren huidveroudering.

"Deze dieren konden niet bruinen, " merkt Visser op, die ook een professor in kindergeneeskunde is aan de Harvard Medical School. "We hebben bewezen in een rigoureus genetisch systeem dat mensen al honderden jaren kennen: roodharigen worden niet goed bruin. "

Dit suggereerde dat de muizen een goed model waren voor mensen met een lichte huid. Het leidde ook onderzoekers tot het voorstellen van een nieuwe theorie over hoe blootstelling aan de zon pigmentatie veroorzaakt bij mensen die gemakkelijk bruin worden. Als de theorie van de onderzoekers klopt, zou het mogelijk moeten zijn om donkere pigmentatie te induceren in muizen met een lichte huid met specifieke, doelgerichte medicijnen.

De meest voorkomende oorsprong van rood haar en een bleke huid bij mensen wordt gevonden in een kleine zakachtige receptor, MC1R genoemd, aan de oppervlakte van melanocyten. Wanneer het hormoon MSH - voor Melanocyte Stimulating Hormone - in de buidel valt, veroorzaakt het een toename van de productie van de chemische cAMP door de melanocyten. cAMP stimuleert dan melanocyten om een ​​groot aantal genen aan te zetten, waardoor een pigment, melanine genaamd, geproduceerd wordt. Als de cAMP-niveaus laag zijn, maken de melanocyten rood / blond melanine aan. Als de cAMP-niveaus hoog zijn, maken ze bruin / zwart melanine aan. De melanine wordt uiteindelijk ontladen uit melanocyten en opgenomen door keratinocyten. MC1R heeft bij roodharige mensen een andere vorm, zodat MSH het niet sterk kan stimuleren. Het resultaat is dat de cAMP-productie op een laag niveau blijft. Minder cAMP betekent minder rode / blonde pigmentproductie, wat resulteert in een lichte huid.

Veel wetenschappers hebben getheoretiseerd dat bruinen optreedt wanneer ultraviolette straling de kernen van melanocyten treft, waardoor DNA-schade wordt veroorzaakt die de melanocyten ertoe aanzet pigment te produceren. Deze veronderstelling was echter in strijd met de resultaten van Fisher's experimenten. "Ons werk suggereerde dat een bijzonderheid in de MC1R-receptor op melanocyten verantwoordelijk is voor het falen van het bruinen, " vertelt Fisher. "Maar dat soort veranderingen aan het celoppervlak mogen niet verhinderen dat UV-straling het DNA van de melanocyt bereikt. "

Als Fisher's resultaten correct waren, was het traditionele beeld van de biologie van het bruinen verkeerd. In een reeks experimenten vond Fisher's team bewijs om hun theorie te ondersteunen, wat leidde tot een nieuw model van hoe bruin worden plaatsvindt.

De experimenten toonden aan dat UV-straling, in plaats van rechtstreeks op de kernen van melanocyten in te werken, werkt op keratinocyten (de meest voorkomende en oppervlakkige cellen in de huid), waardoor ze MSH produceren en afscheiden, dat hecht aan aangrenzende melanocyten en de pigmentvervaardigingsproces.

Hoewel Fisher's model voldoende verklaart waarom roodharigen niet bruinen, is dit niet de enige mogelijkheid. 'Stel dat MC1R tijdens de embryonale of foetale periode cAMP-productie nooit heeft geactiveerd bij de ontwikkeling van melanocyten, ' stelt Fisher voor. "Zouden rijpe melanocyten dan blijvend " kreupel zijn, 'niet in staat om te reageren op UV, ongeacht hoe de signalen werden uitgezonden? "

Een manier om dat 'permanent kreupele' scenario te ontzenuwen zou zijn om te zien of melanocyten met abnormale MC1R-receptoren kunnen worden overgehaald om pigment te produceren in volwassen muizen. Om dit te proberen, behandelden Fisher en zijn medewerkers de huid van roodharige, blonde muizen met een samenstelling waarvan bekend is dat ze de cAMP-niveaus verhogen. De verbinding, genaamd forskolin, is afgeleid van de wortel van de forskohlii-plant die in India voorkomt. De muizen die betrokken waren bij het experiment werden donker, wat bewijst dat melanocyten bij roodharigen niet inherent niet in staat zijn pigment te maken als ze op de juiste manier worden gestimuleerd.

Verdere experimenten toonden aan dat roodharige muizen niet alleen bruin worden zonder ze aan UV-licht bloot te stellen, maar dit zonloze bruiningsproces is vrijwel niet te onderscheiden van dat bij donkerharige muizen die van nature bruin worden.

"Wanneer keratinocyten melaninepigment absorberen, wordt het pigment niet willekeurig binnenin verdeeld, " legt Fisher uit. "Het vormt bogen die eruit zien als kleine paraplu's boven de kern van de keratinocyten. Toen we onze roodharige muizen kunstmatig deden bruinen, maakte het pigment in hun keratinocyten exact hetzelfde paraplu-achtig patroon.

De Dana-Farber-onderzoekers toonden ook aan dat tans verkregen door forskolin een aanzienlijke bescherming tegen huidkanker veroorzaakten door blootstelling aan UV-licht. Fisher merkt op dat hoewel onbekend is of forskoline diep genoeg doordringt in de menselijke huid om melanocyten te activeren, deze resultaten suggereren dat het zoeken naar andere stoffen die wel diep in de huid doordringen misschien wel dezelfde pigmenteffecten bij mensen heeft.

"Deze studies suggereren dat een door drugs geïnduceerde 'redding ' van het bruiningsmechanisme op overeenkomstige wijze tenminste een bepaald aspect van de bescherming van huidkanker kan redden, " observeert Fisher. "Een dergelijke zonloze zonnebank kan ook het zoeken naar zonnen tegengaan, wat ongetwijfeld aanzienlijk bijdraagt ​​aan de incidentie van hoge huidkanker. "

De hoofdauteur van het onderzoek is John D 'Orazio, MD, PhD, voorheen een kinderoncologiebond in Fisher's labo bij Dana-Farber en Children's en nu bij de University of Kentucky. De co-auteurs zijn onder meer Tetsuji Nobuhisa, MD, PhD, Rutao Cui, MD, PhD, Michelle Arya, MS, Vivien Igras en Scott Granter, MD, van Dana-Farber; Emi Nishimura, MD, PhD, van Kanazawa University, Japan; Malinda Spry van de Universiteit van Kentucky; Kazumasa Wakamatsu, PhD, en Shosuke Ito, PhD, van Fujita Health University in Japan; en Takahiro Kunisada, PhD, van Gifu University Graduate School of Medicine in Japan.

Het onderzoek werd ondersteund door subsidies van de National Institutes of Health, de Doris Duke Charitable Foundation en het Japanse ministerie van Onderwijs, Cultuur, Sport en Technologie. Fisher is de Jan en Charles Nirenberg Fellow in Pediatric Oncology bij Dana-Farber.

Dana-Farber Cancer Institute is een van de belangrijkste onderwijsassistenten van de Harvard Medical School en behoort tot de toonaangevende kankeronderzoeks- en zorgcentra in de Verenigde Staten. Het is een van de oprichters van het Dana-Farber / Harvard Cancer Center (DF / HCC), aangewezen door het National Cancer Institute als een uitgebreid kankercentrum.