Früher galten sie als zellulärer Abfall. Rückstände in der Körpermitte enthalten funktionelle RNA, die andere Zellen beeinträchtigen und sogar Krebs verursachen kann. Die Entdeckung unterstreicht seine potenzielle Rolle bei der Krebsproliferation und eröffnet neue Möglichkeiten für die Krebserkennung und -behandlung.

Die Rolle von Mittelkörpern bei der Zellsignalisierung und Stimulierung der Zellproliferation wurde bereits zuvor untersucht, aber die Forscher wollten tiefer in die Überreste des Mittelkörpers vordringen, um mehr zu erfahren.

Früher als Mülleimer der Zelle betrachtet, verpackt eine kleine Blase aus Zellmaterial, die als Mittelkörperrest bezeichnet wird, tatsächlich funktionierendes genetisches Material mit der Fähigkeit, das Schicksal anderer Zellen zu verändern und sie unter anderem in Krebs umzuwandeln.

Ahna Skop, Professorin für Genetik an der University of Wisconsin-Madison, sagte, dass viele Menschen überrascht seien, dass bei der Teilung einer Zelle in zwei Teile (ein Prozess namens Mitose) mehr als nur zwei Tochterzellen entstehen.

„Eine Zelle teilt sich in drei Teile: zwei Zellen und einen Mittelkörperrest, ein neues Signalorganell“, sagte Schop. „Zu unserer Überraschung war das Zwischenprodukt mit genetischer Information, RNA, gefüllt, die nicht viel mit der Zellteilung zu tun hat, aber möglicherweise eine Rolle bei der Zellkommunikation spielt.“

Die leuchtend grün markierte RNA-Translation zeigt, dass zwei menschliche Zellen, die kurz vor der Trennung stehen, noch durch rote Mikrotubuli verbunden sind, die während der Zellteilung für eine gewisse Struktur sorgen. Der grüne Punkt in der Mitte ist das Zwischenprodukt, eine Struktur, die freigesetzt wird, wenn die Teilung abgeschlossen ist und ihr wichtiges genetisches Material zu anderen Zellen transportieren kann. Bildquelle: Scoop Laboratory, University of Wisconsin-Madison

In einer kürzlich in der Fachzeitschrift I veröffentlichten Studie analysierten Schops Labor und Mitarbeiter am Institut Pasteur in Paris, der Harvard Medical School, der Boston University und der University of Utah den Inhalt von Mittelkörpern – solchen, die sich während der Teilung zwischen Tochterzellen bilden – und verfolgten die Wechselwirkungen von Mittelkörperresten, die nach der Zellteilung freigesetzt wurden. Ihre Ergebnisse legen nahe, dass Mesosomen als Vektoren für die Ausbreitung von Krebs im Körper dienen.

„Es wird angenommen, dass die Körpermitte der Ort ist, an dem Zellen sterben oder nach der Teilung recycelt werden“, sagte Schop. „Aber der Müll einer Person ist der Schatz einer anderen Person. Zwischenprodukte sind kleine Informationspakete, die Zellen zur Kommunikation verwenden.“

Die Beteiligung von Mittelkörpern an der Zellsignalisierung und Stimulierung der Zellproliferation wurde bereits zuvor untersucht, Scope und ihre Mitarbeiter wollten jedoch tiefer in das Innere der Mittelkörperreste vordringen, um mehr zu erfahren.

In der Zwischenzeit entdeckten die Forscher RNA (eine Arbeitskopie der DNA, die zur Herstellung von Proteinen verwendet wird, die in Zellen Vorgänge bewirken) und die zelluläre Maschinerie, die zur Umwandlung von RNA in Proteine ​​erforderlich ist. Die RNA in den Zwischenprodukten ist in der Regel kein Bauplan für den Prozess der Zellteilung, sondern für Proteine, die an Aktivitäten beteiligt sind, die die Nutzung der Zelle steuern, einschließlich Pluripotenz (die Fähigkeit, sich im Körper zu vielen verschiedenen Zelltypen zu entwickeln) und Tumorentstehung (die Bildung von Krebstumoren).

„Der Überrest des Mesokörpers ist sehr klein. Er ist nur einen Mikrometer groß, ein Millionstel Meter“, sagte Scope. „Aber es ist wie ein kleiner Mondlander. Es verfügt über alles, was es braucht, um die Arbeitsinformationen einer sich teilenden Zelle aufrechtzuerhalten. Es kann sich vom Ort der Mitose entfernen, in Ihren Blutkreislauf gelangen und auf einer anderen, weit entfernten Zelle landen.“

Viele Überreste in der Körpermitte werden von einer der abgestoßenen Tochterzellen wieder absorbiert, aber diejenigen, die auf einer entfernten Oberfläche (z. B. einer Mondlandefähre) landen, können von einer dritten Zelle absorbiert werden. Wenn die Zelle den Mittelkörper verschlingt, beginnt sie möglicherweise fälschlicherweise damit, die blockierte RNA zu verwenden, als wäre sie ihr eigener Bauplan.

Frühere Untersuchungen haben gezeigt, dass Krebszellen mit größerer Wahrscheinlichkeit als Stammzellen Zwischenprodukte und deren möglicherweise schicksalverändernde Substanzen aufnehmen. Stammzellen, die in der Lage sind, neue Zellen zu erzeugen und aufgrund ihrer Pluripotenz wertvoll sind, spucken große Mengen an Zwischenprodukten aus, vielleicht um ihre Pluripotenz aufrechtzuerhalten.

Zukünftige Forschungen könnten möglicherweise die Kraft der Mittelkörper-RNA nutzen, um Medikamente an Krebszellen zu liefern oder sie an der Teilung zu hindern.

„Wir glauben, dass unsere Ergebnisse ein großes Ziel für die Krebserkennung und -behandlung darstellen“, sagte Schop, dessen Arbeit von den National Institutes of Health unterstützt wird.

Die Forscher entdeckten ein Gen namens Arc, das für das Laden von RNA in die Körpermitte und die Überreste der Körpermitte von entscheidender Bedeutung ist. Arc wurde vor langer Zeit aus einem alten Virus gewonnen und spielt auch eine wichtige Rolle bei dem Prozess, durch den Gehirnzellen Erinnerungen bilden.

„Der Verlust des Lichtbogens führt zum Verlust der RNA in der Körpermitte und zum Verlust der RNA-Botschaft, die die Empfängerzelle erreicht“, sagte Skop. „Wir glauben, dass dieses Gedächtnisgen für die Übertragung von RNA-Nachrichten in allen Zellen wichtig ist.“

Sungjin Park, ein leitender Wissenschaftler bei Scoop Labs, ist der Hauptautor der neuen Studie. Scope und Mitarbeiter patentieren außerdem zwei neue Methoden, die die Krebsdiagnostik verbessern könnten, indem sie die Isolierung von Zwischenstrukturen aus Zellmedien oder Serum erleichtern.