Daily Archives: July 12, 2014

en labyrint av forvirring i neandertalerens øre

En 100 000 år gammel hodeskalle fra Kina gir overraskende innsikt om evolusjonen. Det vil si, egentlig minner det nye funnet oss snarere om at bildet er komplekst.

Det stiller spørsmål om den krøkkete biologien rundt menneskets utvikling.

Noe forskerne trodde var spesielt for neandertalerne, dukket nemlig opp hos en helt annen type fortidsmenneske.

Forskere undersøkte levninger etter en mann som har fått navnet Xujiayao 15, funnet i Kina på 1970-tallet. Han har blitt studert før, og blitt stemplet som en Homo heidelbergensis, et arkaisk menneske, men ikke neandertaler.

Men da forskerne ved hjelp av mikro-CT-skanning undersøkte en del av hodeskallen på ny, fant de at en del av det indre øret, labyrinten, lignet mistenkelig på den neandertalerne har.

– Vi ble veldig overrasket. Vi forventet å finne en labyrint som lignet på den hos et moderne menneske, men det vi så var typisk neandertaler, sier Erik Trinkaus, antropolog ved Washington University i St. Louis, i en pressemelding.

Mystisk øst-asiat

Det indre øret har blitt brukt til å slå fast at skjeletter tilhører neandertalere. Hos dem er balanseorganet i ørets labyrint annerledes enn hos oss, og de hadde sannsynligvis dårligere balanse.

Nå kan forskere ikke lenger bruke denne strukturen til å skille ut neandertalerne, dette fortidsmennesket som døde ut for mellom 40 og 30 000 år siden.

Forskerne har likevel andre holdepunkter.

Andre trekk de fant i tennene og beinrestene til den eldgamle kineseren, antyder til sammen at dette ikke var en neandertaler, men en litt mystisk østasiat som forskerne fortsatt ikke vet så mye om.

Hvordan fikk han neandertalerøre?

Den nye oppdagelsen viser igjen hvor rotete historien til det moderne mennesket er, mener Trinkaus.

Selv om vi ikke stammer fra denne gamle kineseren, kan kunnskap om mennesketypene som levde før og parallelt med det moderne mennesket, kaste lys over bakteppet for vår egen utvikling.

Funnet reiser interessante spørsmål, mener Håvard Hegdal, arkeolog ved Norsk institutt for kulturminneforskning. Han skrev masteroppgave om neandertalere.

– Er det en slektning av neandertalerne som vi ikke har visst om? Er det en hybrid mellom neandertaler og et annet arkaisk menneske? spør han.

– Eller er det rett og slett slik at de har en felles stamfar og har levd under lignende forhold, og dermed arvet den samme typen indre øre? Vi vet fortsatt lite om mange av mennesketypene fra den tida, sier Hegdal til forskning.no.

Trinkaus sier det er fristende å tenke seg at neandertalerne, som holdt til i Europa og deler av Asia, blandet gener med fortidsmenneskene som endte i Øst-Asia. Men funnet har ikke bevist dette, understreker han.

Sex med neandertalere?

Det er det samme spørsmålet som forskerne diskuterer når det gjelder forholdet mellom neandertalere og oss Homo sapiens: Var det seksuell kontakt i ny og ne mellom ulike fortidsmennesker, som førte til en slags hybrider, eller er det felles stamfedre som har gitt dem disse felles genene?

Det er nemlig også likheter mellom våre egne forfedre og neandertalere, sier Petter Bøckman, zoolog ved Naturhistorisk museum i Oslo.

– Mye er faktisk identisk hos moderne mennesker og neandertalere. De kan ha paret seg, de var nært nok beslektet til at de kunne drive med genutveksling, sier Bøckman til forskning.no.

– Men det kan også hende at de arvet felles gener fra felles forfedre.

– Et øre er ikke avgjørende

Den sikreste lærdommen fra det nye funnet er at forskere ikke bør bruke ett anatomisk trekk eller én bit DNA for å avgjøre om et fossil er neandertaler eller et annet fortidsmenneske, mener Trinkaus og kollegene.

En fornuftig konklusjon, synes Petter Bøckman.

– Mange har måttet stole på nøkkelegenskapene, fordi de bare har biter av fossiler og fordi det er så stor variasjon blant både neandertalere og andre. Men det er ikke så enkelt, sier han.

Det kommer stadig nye funn som gjør det vanskeligere å bruke modeller som forutsetter at arter alltid deler seg inn i to nye arter, slik at stamtreet ser ut som en rekke y-forgreininger, forklarer han.

– Jeg ble født med en stortå som kunne gripe. Det er noe aper har, ikke moderne mennesker. Jeg lurer på hvordan forskerne hadde konkludert dersom de hadde funnet fossilet av meg.

Referanse:

Wu, Xiu-Jie, m.fl.: Temporal labyrinths of eastern Eurasian Pleistocene humans. PNAS Online Early Edition 7. juli 2014.

12 Jul 2014

små blærer sprer kanskje kreft i kroppen

Kreft er sykdommer med ukontrollert cellevekst. Over tid vil en kreftsykdom kunne spre seg videre, enten ved å vokse inn i naboorganer eller ved å spre seg til fjerntliggende organer via blodet.

Men hvordan kan kreft i livmorhalsen spre seg til for eksempel nyrene?

En mulig forklaring er små blærer som skilles ut i blodbanen fra en svulst. De kalles mikroblærer, og kan bære med seg informasjon som bidrar til at kreftsykdom sprer seg til ellers friske organer. 

Dette er en ny hypotese som professor Anne Hansen Ree og hennes forskningsgruppe ved Kreftavdelingen ved Akershus universitetssykehus jobber med.

Sammen med postdoktor og prosjektleder Kathrine Røe har hun akkurat satt i gang en ny studie der pasienter med endetarmskreft skal undersøkes for mikroblærer, oksygennivå i svulsten og deres sammenheng med spredning.

– Vi håper denne studien kan bekrefte hypotesen vår, da dette kan åpne for utvikling av bedre diagnostikk og behandling av kreftpasienter, sier Ree.

Mikroblærer som spredningsmekanisme

Mikroblærer, også kalt eksosomer, er mikroskopiske blærer som skilles ut fra cellene. De inneholder biologisk informasjon, slik som genetisk materiale og proteiner, fra cellene de er skilt ut fra.

Mikroblærer har en viktig rolle i celle-til-celle-kommunikasjon ved å frakte signalinformasjon mellom cellene.

Kreftspredning forutsetter at mikroblærer skilles ut i blodbanen fra svulsten og fraktes til organer som ligger fjernt fra organet hvor den opprinnelige svulsten vokser, det forskerne kaller fjernorganer.

Dernest må mikroblærene binde seg til cellene i mottakerorganet, for så å overføre sitt innhold til dette vevet.

Her klargjør mikroblærene dette friske organet til å kunne ta imot løsrevne kreftceller fra det syke organet, slik at det etter hvert vil vokse frem en dattersvulst i det friske organet, som dermed også blir sykt.

– Mikroblærer kan ses på som transportører av biologisk informasjon som gjør det mulig for kreftsvulsten som sender disse ut, å «klargjøre» andre friske organer i kroppen for å motta kreftceller, forklarer Ree.

På denne måten kan det som kalles mikromiljøet, eller «jordsmonnet», i fjernorganer tilpasses kreftceller som løsriver seg fra modersvulsten gjennom å gi de løsrevne cellene gode vekstforhold når de slår seg ned i nye omgivelser.


Anne Hansen Ree, professor og spesialist i onkologi ved Ahus, i samtale med en pasient.


(Foto: Ahus)

Sammenheng mellom mikroblærer og oksygennivå

Det er kjent at lavt oksygennivå i svulsten, såkalt tumorhypoksi, er en viktig underliggende mekanisme for vekst av svulstceller inn i omkringliggende normalvev og spredning av svulstceller til andre organer. 

Hypoksi gjør svulstene både mer aggressive og motstandsdyktige mot behandling.

– Vi tror at mikroblærer er mekanismen bak hvorfor svulster med lavt oksygennivå har stor evne til å spre seg, sier Ree.

Nå ønsker hun å karakterisere denne mekanismen og studere hvilken rolle mikroblærer fra svulster med lavt oksygennivå har å si for sykdomsforløpet hos pasientene.

Tarmkreft som modellsystem

Forskningsgruppen bruker tykk- og endetarmskreft (tarmkreft) som modellsystem for å studere mekanismene for hvordan tumorhypoksi og mikroblærer påvirker behandlingseffekt og kreftspredning. 

- Det naturlige forløpet av tarmkreft gjør sykdommen velegnet for å studere tumorhypoksi og mikroblærers rolle i behandlingsresistens og sykdomsspredning, sier Ree.

Tarmkreft er den vanligste kreftformen i Norge, og nest etter lungekreft den kreftformen som tar flest liv.

– Med sin høye forekomst er tarmkreft å anse som en folkesykdom, og bedre behandling er derfor svært viktig, påpeker Ree.


Mikroblærer – sirkulerende biomarkører

Biomarkører er biologiske markører i kroppen vår som kan si noe om tilstanden til for eksempel en sykdom ved at markøren kun finnes på de syke cellene.

Analyser av biomarkører kan si noe om en pasient har god effekt av behandlingen eller om pasienten trenger mer behandling.

I dag er ofte biomarkørstudier basert på vevsprøver (biopsi) fra svulsten. På grunn av tekniske og anatomiske utfordringer i tarmen kan det være vanskelig å vite om vevsprøven som er tatt representerer det mest aggressive området av kreftsvulsten.

– Å kunne påvise tarmkreft ved hjelp av sirkulerende biomarkører i blodbanen ville vært et mye bedre alternativ, sier Ree.

Spredningssignalene som mikroblærene inneholder, og antall mikroblærer i blod, varierer mellom friske individer og kreftpasienter. Helt ny forskning med cellekulturer og forsøksdyr viser også at det er sammenheng mellom svulstens oksygennivå, mikroblærer og spredning av kreft.

Jo flere mikroblærer i blodbanen som frakter spredningssignaler fra kreftsvulsten til normalt vev andre steder i kroppen, desto større utbredelse og alvorlighet av kreftsykdommen.

– Slike eksperimentelle data la grunnlaget for ideen om å undersøke mikroblærer som sirkulerende biomarkører – «sirkulerende vevsprøver» – med formål å avsløre aggressiv tarmkreft, forutsi sykdomsforløp og tilpasse behandling hos pasienter, forklarer Ree.


Studieradiograf Woldegabriel A. Melles, prosjektleder postdoktor Kathrine Røe, lege phd-stipendiat Monica Chahal-Kummen, professor i radiologi Arne S. Borthne og professor i onkologi Anne Hansen Ree ved MR-maskinen som brukes i OxyTarget-studien.


(Foto: Ahus)

OxyTarget-studien

Sammenhengen mellom tumorhypoksi, mikroblærer, behandlingsrespons og sykdomsspredning er tema for OxyTarget-studien som startet rekruttering av pasienter i november 2013.

OxyTarget-studien bruker MR-avbildning og avansert MR-bildeanalyse for å gi forskerne mål på graden av hypoksi i den enkelte pasientens svulst. Én av analysemetodene er nylig utviklet av norske fysikere og er aldri tidligere systematisk testet i en stor pasientstudie.

Et delprosjekt i OxyTarget-studien omhandler mikroblærers rolle ved spredning av endetarmskreft. Prosjektet undersøker mikroblærer som potensielle biomarkører for hypoksisk, aggressiv kreftsykdom.

– Studien er et tilbud til alle med endetarmskreft som får behandling ved Akershus universitetssykehus, understreker prosjektleder Røe.

– Forskningsresultatene vil kunne bli viktige for videre utforming av behandlingstilbudet for denne store pasientgruppen, tilføyer Ree.

Målrettet diagnostikk og behandling

Mikroblærer fra hypoksiske svulster kan altså vise seg å være selve nøkkelen til spredning. Innsikt i cellulære og molekylære mekanismer som styrer kreftspredning, åpner nye og spennende muligheter for å utvikle mer målrettet diagnostikk og behandling.

– Et mulig terapeutisk angrepspunkt er å blokkere opptak av utsendte mikroblærer når de forsøker å feste seg i fjernorganer og dermed forhindre senere utvikling av dattersvulster, forklarer Ree.

Slike ideer er så langt tuftet på eksperimentelle forskningsdata, som for det første må bekreftes hos kreftpasienter og for det andre må bevises i behandlingsstudier som er designet for formålet.

– Vår ambisjon er i alle fall at forskningsresultatene raskt skal kunne omsettes til nye behandlingsstrategier og komme pasientene til nytte, sier Ree.

Referanser:

Christianson HC, Belting M m.fl: Cancer cell exosomes depend on cell-surface heparan sulfate proteoglycans for their internalization and functional activity. Proc Natl Acad Sci USA. 2013 Oct 22;110(43):17380-5.

Kucharzewska P, Belting M m.fl: Exosomes reflect the hypoxic status of glioma cells and mediate hypoxia-dependent activation of vascular cells during tumor development. Proc Natl Acad Sci USA. 2013 Apr 30;110(18):7312-7.

Luga V, Wrana JL m.fl. Exosomes mediate stromal mobilization of autocrine Wnt-PCP signaling in breast cancer cell migration. Cell. 2012 Dec 21;151(7):1542-56.

Tumor kinase activity in locally advanced rectal cancer: angiogenic signaling and early systemic dissemination. Saelen MG, Ree AH m.fl. Angiogenesis. 2011 Dec;14(4):481-9.

Folkvord S, Ree AH m.fl.: Prediction of response to preoperative chemoradiotherapy in rectal cancer by multiplex kinase activity profiling. Int J Radiat Oncol Biol Phys. 2010 Oct 1;78(2):555-62.

12 Jul 2014