Il tracciamento del lignaggio delle cellule tumorali basato su CRISPR offre informazioni sui fattori di metastasi / CRISPR-Based Cancer Cell Lineage Tracing Offers Insights into Drivers of Metastasis

 Il tracciamento del lignaggio delle cellule tumorali basato su CRISPR offre informazioni sui fattori di metastasi / CRISPR-Based Cancer Cell Lineage Tracing Offers Insights into Drivers of Metastasis

Segnalato dal Dott. Giuseppe Cotellessa / Reported by Dr. Giuseppe Cotellessa

Un nuovo metodo basato su CRISPR per tracciare la progressione del cancro in tempo reale attraverso migliaia di cellule ha rivelato nuove informazioni sui tassi, le rotte e le cause delle metastasi del cancro. Utilizzando la tecnica del tracciamento del lignaggio, Jonathan Weissman, PhD e colleghi del Whitehead Institute sono stati in grado di trattare le cellule tumorali più o meno nello stesso modo in cui i biologi evoluzionisti potrebbero guardare le specie, mappando un albero genealogico estremamente dettagliato. L'approccio ha permesso agli autori di generare filogenesi e seguire il movimento delle cellule tumorali umane metastatiche per diversi mesi di crescita e disseminazione, in un modello murino di xenotrapianto di cancro ai polmoni.

Esaminando i rami è quindi possibile tracciare il lignaggio cellulare per scoprire quando una singola cellula tumorale è diventata pericolosa, diffondendo la sua progenie al resto del corpo. "Con questo metodo, puoi porre domande come: 'Con quale frequenza questo tumore metastatizza? Da dove vengono le metastasi? Dove vanno? '”Ha detto Weissman, professore di biologia presso il Massachusetts Institute of Technology e ricercatore presso l'Howard Hughes Medical Institute. "Potendo seguire la storia del tumore in vivo, si rivelano differenze nella biologia del tumore che sarebbero state altrimenti invisibili".

Attraverso i loro studi, riportati su Science , i ricercatori hanno anche identificato profili di espressione genica distinti associati a fenotipi metastatici, che hanno rivelato geni candidati con ruoli precedentemente sconosciuti nella progressione del cancro. Il gruppo suggerisce che la nuova tecnica di tracciamento del lignaggio potrebbe informare molti altri aspetti difficili da osservare della biologia del cancro cellulare, comprese le mutazioni genetiche, l'adattamento del microambiente e l'acquisizione di resistenza agli agenti terapeutici.

Il laboratorio di Weissman, insieme al collega dell'Howard Hughes Medical Institute Jeffrey J. Quinn, PhD, ed ai colleghi Nir Yosef, PhD, un informatico presso l'Università della California, Berkeley, e Trever Bivona, MD, PhD, un biologo del cancro presso l'Università di La California, San Francisco (UCSF), ha riportato i propri studi in un documento intitolato: " I lignaggi monocellulari rivelano i tassi, le rotte e le cause delle metastasi negli xenotrapianti di cancro ".

Quando il cancro è limitato a un punto del corpo, spesso può essere trattato con la chirurgia od altre terapie. Gran parte della mortalità associata al cancro, tuttavia, è dovuta alla sua tendenza a metastatizzare e attecchire in tutto il corpo. Tuttavia, il momento esatto della metastasi è fugace, perso nei milioni di divisioni che si verificano in un tumore. "La metastasi è un passaggio particolarmente critico nella progressione del cancro da studiare perché è principalmente responsabile della mortalità correlata al cancro", hanno scritto gli autori. “Tuttavia, poiché gli eventi metastatici sono intrinsecamente rari, transitori e stocastici, si sono rivelati difficili da monitorare in tempo reale. "Come ha aggiunto Weissman," questi eventi sono in genere impossibili da monitorare in tempo reale ".

In passato gli scienziati hanno monitorato i lignaggi delle cellule tumorali confrontando mutazioni condivise e altre variazioni nei loro progetti di DNA. Questi metodi, tuttavia, dipendono in una certa misura dal fatto che ci siano abbastanza mutazioni naturali o altri marcatori per mostrare accuratamente le relazioni tra le cellule.

"Le strategie di tracciamento del lignaggio classico possono inferire l'ascendenza del tumore dal modello di variazioni di sequenza condivise tra sottopopolazioni tumorali (ad esempio, mutazioni naturali, come polimorfismi a singolo nucleotide o variazioni del numero di copie)", ha continuato il gruppo. Tuttavia, hanno sottolineato, oltre ad essere limitati dal numero di mutazioni distintive naturali, tali approcci "retrospettivi" al tracciamento hanno altri limiti che possono confondere le conclusioni.

Weissman e co-primi autori Quinn, poi un ricercatore post-dottorato nel laboratorio di Weissman, e Matthew Jones, uno studente laureato nel laboratorio di Weissman, videro l'opportunità di utilizzare la tecnologia CRISPR, in particolare, un metodo sviluppato da Michelle Chan, PhD, membro del Weissman Lab, per monitorare lo sviluppo dell'embrione, per facilitare il tracciamento del lignaggio. "Il recente sviluppo di tecniche di tracciamento del lignaggio abilitate per Cas9 con letture di sequenziamento dell'RNA a cellula singola offre il potenziale per esplorare la progressione del cancro su scale molto più grandi e una risoluzione più fine di quanto fosse possibile in precedenza con approcci di tracciamento prospettico o retrospettivo classico", ha scritto il gruppo.

Invece di sperare semplicemente che un lignaggio del cancro contenesse abbastanza marcatori specifici del lignaggio da tracciare, i ricercatori hanno utilizzato il nuovo metodo per aggiungere essi stessi i marcatori. "Fondamentalmente, l'idea è quella di progettare una cellula che abbia un blocco per appunti genomico di DNA, che poi può essere" scritto "utilizzando CRISPR", ha detto Weissman. Questa "scrittura" nel genoma è fatta in modo tale che diventi ereditabile, il che significa che il nonno di una cellula avrebbe la "scrittura" delle sue cellule madri e delle cellule dei nonni registrata nel suo genoma.

Per creare queste speciali cellule "gratta e vinci", Weissman ha ingegnerizzato cellule tumorali umane con geni aggiunti: uno per la proteina batterica Cas9, le "forbici molecolari" utilizzate nei metodi di modifica del genoma CRISPR, altri per proteine ​​luminose per microscopia e alcune sequenze che servono come obiettivi per la tecnologia CRISPR. I ricercatori hanno quindi impiantato migliaia di cellule tumorali umane modificate nei topi, per imitare un tumore polmonare umano (un modello sviluppato dal collaboratore Bivona). E dato che i topi con tumori polmonari umani spesso mostrano metastasi aggressive, i ricercatori hanno ritenuto che il modello sarebbe l'ideale per monitorare la progressione del cancro in tempo reale.

Quando le cellule hanno iniziato a dividersi, Cas9 ha effettuato piccoli tagli in questi siti target. Quando la cellula ha riparato i tagli, ha inserito o eliminato alcuni nucleotidi casuali, portando a una sequenza di riparazione unica chiamata indel. Questo taglio e riparazione sono avvenuti casualmente in quasi tutte le generazioni. Scrivendo nel loro articolo, gli autori hanno spiegato: “In breve, Cas9 taglia un locus genomico definito (di seguito 'Target Site'), risultando in un 'allele' stabile di inserzione / delezione (indel) che viene ereditato nelle generazioni successive; quando le cellule si dividono, accumulano più indel indotti da Cas9 in siti aggiuntivi che distinguono ulteriormente i cladi di cellule successivi ". Questo metodo crea efficacemente una mappa delle divisioni cellulari che Weissman ed il gruppo potrebbero tracciare utilizzando speciali modelli di computer che hanno creato lavorando con Yosef.

Ogni colore rappresenta una posizione diversa nel corpo. Un albero molto colorato mostra un fenotipo altamente metastatico, in cui i discendenti di una cellula hanno saltato molte volte tra i diversi tessuti. Un albero che è principalmente di un colore rappresenta una cellula meno metastatica. / [Jeffrey Quinn / Whitehead Institute]

Il monitoraggio delle cellule in questo modo ha prodotto alcuni risultati interessanti, ha riferito il gruppo. Ad esempio, è stato scoperto che le singole cellule tumorali erano molto diverse l'una dall'altra rispetto a quanto i ricercatori si aspettavano. Le cellule utilizzate dai ricercatori provenivano da una linea cellulare di cancro del polmone umano affermata chiamata A549. "Si potrebbe pensare che sarebbero relativamente omogenei", ha detto Weissman. “Ma in realtà, abbiamo visto differenze drammatiche nella propensione di diversi tumori a metastatizzare, anche nello stesso topo. Alcuni hanno avuto un numero molto ridotto di eventi metastatici ed altri sono stati davvero rapidamente saltellanti. "

Per scoprire da dove provenisse questa eterogeneità, il gruppo ha impiantato due cloni della stessa cellula in topi diversi. Man mano che le cellule proliferavano, i ricercatori hanno scoperto che i loro discendenti metastatizzavano a una velocità notevolmente simile. Questo non era il caso della prole di cellule diverse della stessa linea cellulare: le cellule originali avevano apparentemente sviluppato diversi potenziali metastatici poiché la linea cellulare veniva mantenuta per molte generazioni.

Gli scienziati si sono poi chiesti quali geni fossero responsabili di questa variabilità tra le cellule cancerose della stessa linea cellulare. Quindi hanno iniziato a cercare geni che fossero espressi in modo diverso tra tumori non metastatici, debolmente metastatici ed altamente metastatici.

Molti geni si sono distinti, alcuni dei quali erano precedentemente noti per essere associati a metastasi, anche se non era chiaro se stessero guidando la metastasi o semplicemente un effetto collaterale di essa. "Segnaliamo filogenesi profondamente risolte per decine di migliaia di cellule tumorali tracciate in mesi di crescita e diffusione", ha osservato il gruppo. "Questo ha rivelato una forte eterogeneità nella capacità metastatica, derivante da differenze preesistenti ed ereditabili nell'espressione genica". Ad esempio, il gruppo ha scoperto che uno di questi geni, KRT17, che codifica per la proteina cheratina 17, è espresso in modo molto più forte nei tumori a bassa metastasi rispetto ai tumori altamente metastatici. "Quando abbiamo abbattuto o sovraespresso la cheratina 17, abbiamo dimostrato che questo gene controllava effettivamente l'invasività dei tumori", ha detto Weissman.

Essere in grado di identificare i geni associati alle metastasi in questo modo potrebbe aiutare i ricercatori a rispondere alle domande su come i tumori si evolvono e si adattano. "E' un modo completamente nuovo di guardare al comportamento ed all'evoluzione di un tumore", ha detto Weissman. "Pensiamo che possa essere applicato a molti problemi diversi nella biologia del cancro".

Come hanno commentato gli autori, "Sarà anche interessante investigare i ruoli che altri geni candidati identificati qui giocano nella metastasi, così come chiarire il meccanismo molecolare mediante il quale KRT17 sopprime il fenotipo metastatico in vitro e in vivo, un ruolo inaspettato che questo lavoro ha scoperto. "

Il metodo CRISPR di Weissman ha anche permesso ai ricercatori di tracciare con maggiore dettaglio dove le cellule metastatizzanti andavano nel corpo e quando. Ad esempio, la progenie di una cellula cancerosa impiantata ha subito metastasi cinque volte separate, diffondendosi ogni volta dal polmone sinistro ad altri tessuti come il polmone destro e il fegato. Altre cellule hanno fatto un salto in un'area diversa, e poi hanno metastatizzato di nuovo da lì. Questi movimenti possono essere mappati ordinatamente negli alberi filogenetici, dove ogni colore rappresenta una posizione diversa nel corpo. Un albero molto colorato mostra un fenotipo altamente metastatico, in cui i discendenti di una cellula hanno saltato molte volte tra i diversi tessuti. Un albero che è principalmente di un colore rappresenta una cellula meno metastatica.

"Applicando il nostro tracciante del lignaggio di nuova generazione, basato su Cas9, a un modello murino di metastasi, abbiamo osservato caratteristiche significative della biologia metastatica che erano evidenti solo in virtù delle informazioni sul lignaggio subclonale", ha affermato il gruppo. “Tra queste intuizioni chiave c'erano l'ampia gamma di tassi metastatici per diverse popolazioni di tumori, la preesistenza e l'ereditabilità stabile di questi fenotipi metastatici eterogenei e le vie tissutali complesse e multidirezionali attraverso le quali le cellule tumorali si diffondono in questo modello.

La mappatura della progressione del tumore in questo modo ha permesso a Weissman ed al suo gruppo di fare alcune interessanti osservazioni sulla meccanica delle metastasi. Ad esempio, alcuni cloni sono stati seminati in modo da manuale, viaggiando dal polmone sinistro, dove hanno avuto origine, verso aree distinte del corpo. Altri hanno seminato in modo più irregolare, spostandosi prima su altri tessuti prima di metastatizzare di nuovo da lì. Uno di questi tessuti, il tessuto linfatico mediastinico che si trova tra i polmoni, sembra essere una sorta di hub, ha detto il co-primo autore Quinn. "Serve come una stazione di passaggio che collega le cellule tumorali a tutto questo terreno fertile che possono poi andare a colonizzare". E dal punto di vista terapeutico, la scoperta di "raccordo" di metastasi potrebbe essere estremamente utile. "Se focalizzi le terapie contro il cancro su quei luoghi, potresti quindi rallentare le metastasi o prevenirle in primo luogo", ha detto Weissman.

"Il nostro lavoro stabilisce che ora è possibile distinguere in modo univoco decine di migliaia di cellule in diversi mesi di crescita in vivo, ricostruire filogenesi cellulari accuratamente risolte e accurate e quindi interpretarle per identificare eventi rari e transitori nella discendenza delle cellule (qui , metastasi) rivelando distinzioni altrimenti inapparenti nei fenotipi cellulari ", hanno concluso gli autori.

In futuro, Weissman spera di andare oltre la semplice osservazione delle cellule e iniziare a prevedere il loro comportamento. "È come con la meccanica newtoniana: se conosci la velocità, la posizione e tutte le forze che agiscono su una palla, puoi capire dove andrà la palla in qualsiasi momento in futuro", ha commentato Weissman. “Speriamo di fare la stessa cosa con le cellule. Vogliamo costruire essenzialmente una funzione di ciò che guida la differenziazione di un tumore, quindi essere in grado di misurare dove si trovano in un dato momento e prevedere dove saranno in futuro ".

E andando oltre le metastasi, il gruppo afferma che l'approccio potrebbe essere utilizzato per fornire nuove informazioni su altri aspetti della biologia del cancro, "... come la tempistica o l'ordine delle mutazioni genetiche durante la trasformazione maligna, l'adattamento a diversi microambienti tumorali o l'origine e il meccanismo di quali cellule tumorali acquisiscono resistenza agli agenti terapeutici. "

I ricercatori sono ottimisti sul fatto che essere in grado di monitorare gli alberi genealogici delle singole cellule in tempo reale si rivelerà utile anche in altri contesti. "Penso che sbloccherà una dimensione completamente nuova a ciò che consideriamo una quantità misurabile in biologia", ha detto il co-primo autore Matthew Jones. "Quello che è veramente interessante in questo campo in generale è che stiamo ridefinendo ciò che è invisibile e ciò che è visibile."

Come hanno concluso gli autori, "... al di là del cancro, il nostro approccio ha il potenziale per potenziare lo studio delle basi filogenetiche dei processi biologici che si manifestano su molte generazioni di cellule con una risoluzione ed una scala senza precedenti".

ENGLISH

A new CRISPR-based method for tracing real-time cancer progression across thousands of cells has revealed novel insights into the rates, routes, and drivers of cancer metastasis. Using the lineage-tracing technique, Whitehead Institute member Jonathan Weissman, PhD, and colleagues were able to treat cancer cells in much the same way that evolutionary biologists might look at species, mapping out an intricately detailed family tree. The approach allowed the authors to generate phylogenies and follow the movement of metastatic human cancer cells over several months of growth and dissemination, in a lung cancer xenograft mouse model.

By examining the branches it is then possible to track cell lineage to find when a single tumor cell went rogue, spreading its progeny to the rest of the body. “With this method, you can ask questions like, ‘How frequently is this tumor metastasizing? Where did the metastases come from? Where do they go?'” said Weissman, who is a professor of biology at the Massachusetts Institute of Technology, and an investigator with the Howard Hughes Medical Institute. “By being able to follow the history of the tumor in vivo, you reveal differences in the biology of the tumor that were otherwise invisible.”

Through their studies, which are reported in Science, the investigators also identified distinct gene expression profiles associated with metastatic phenotypes, which revealed candidate genes with previously unknown roles in cancer progression. The team suggests that the new lineage tracing technique could inform many other difficult-to-observe facets of cellular cancer biology, including genetic mutations, microenvironment adaptation, and the acquisition of resistance to therapeutic agents.

Weissman’s lab, together with Howard Hughes Medical Institute colleague Jeffrey J. Quinn, PhD, and colleagues Nir Yosef, PhD, a computer scientist at the University of California, Berkeley, and Trever Bivona, MD, PhD, a cancer biologist at the University of California, San Francisco (UCSF), reported on their studies in in a paper titled, “Single-cell lineages reveal the rates, routes, and drivers of metastasis in cancer xenografts.”

When cancer is confined to one spot in the body, it can often be treated using surgery or other therapies. Much of the mortality associated with cancer, however, is due to its tendency to metastasize, and take root throughout the body. However, the exact moment of metastasis is fleeting, lost in the millions of divisions that take place in a tumor. “Metastasis is a particularly critical step in cancer progression to study because it is chiefly responsible for cancer-related mortality,” the authors wrote. “Yet because metastatic events are intrinsically rare, transient, and stochastic, they have proved challenging to monitor in real time. ” As Weissman added, “these events are typically impossible to monitor in real time.”

Scientists have, in the past, tracked the lineages of cancer cells by comparing shared mutations and other variations in their DNA blueprints. These methods, however, depend to a certain extent on there being enough naturally occurring mutations or other markers to accurately show relationships between cells.

“Classical lineage tracing strategies can infer tumor ancestry from the pattern of shared sequence variations across tumor subpopulations (e.g., naturally occurring mutations, like single-nucleotide polymorphisms or copy-number variations),” the team continued. However, they pointed out, as well as being limited by the number of natural distinguishing mutations such “retrospective” approaches to tracing have other limitations that can confound the conclusions.

Weissman and co-first authors Quinn, then a postdoctoral researcher in Weissman’s lab, and Matthew Jones, a graduate student in Weissman’s lab, saw an opportunity to use CRISPR technology—specifically, a method developed by Weissman Lab member Michelle Chan,PhD, to track embryo development—to facilitate lineage tracing. “The recent development of Cas9-enabled lineage tracing techniques with single-cell RNA-sequencing readouts provides the potential to explore cancer progression at vastly larger scales and finer resolution than has been previously possible with classical prospective or retrospective tracing approaches,” the team wrote.

Instead of simply hoping that a cancer lineage contained enough lineage-specific markers to track, the researchers used the new method to add in markers themselves. “Basically, the idea is to engineer a cell that has a genomic scratchpad of DNA, that then can be ‘written’ on using CRISPR,” Weissman said. This “writing” in the genome is done in such a way that it becomes heritable, meaning a cell’s grand-offspring would have the “writing” of its parent cells and grandparent cells recorded in its genome.

To create these special “scratchpad” cells, Weissman engineered human cancer cells with added genes: one for the bacterial protein Cas9—the “molecular scissors” used in CRISPR genome editing methods—others for glowing proteins for microscopy, and a few sequences that would serve as targets for the CRISPR technology. The investigators then implanted thousands of the modified human cancer cells into mice, to mimic a human lung tumor (a model developed by collaborator Bivona). And given that mice with human lung tumors often exhibit aggressive metastases, the researchers reasoned the model would be ideal for tracking cancer progression in real time.

As the cells began to divide, Cas9 made small cuts at these target sites. When the cell repaired the cuts, it patched in or deleted a few random nucleotides, leading to a unique repair sequence called an indel. This cutting and repairing happened randomly in nearly every generation. Writing in their paper, the authors explained, “Briefly, Cas9 cuts a defined genomic locus (hereafter ‘Target Site’), resulting in a stable insertion/deletion (indel) ‘allele’ that is inherited over subsequent generations; as the cells divide, they accrue more Cas9-induced indels at additional sites that further distinguish successive clades of cells.” This method effectively creates a map of cell divisions that Weissman and the team could then track using special computer models that they created by working with Yosef.

Each color represents a different location in the body. A very colorful tree shows a highly metastatic phenotype, where a cell’s descendants jumped many times between different tissues. A tree that is primarily one color represents a less metastatic cell. [Jeffrey Quinn/Whitehead Institute]

Tracking cells this way yielded some interesting results, the team reported. For example, it was found that individual tumor cells were much different from each other than the researchers had expected. The cells the researchers used were from an established human lung cancer cell line called A549. “You’d think they would be relatively homogeneous,” Weissman said. “But in fact, we saw dramatic differences in the propensity of different tumors to metastasize—even in the same mouse. Some had a very small number of metastatic events, and others were really rapidly jumping around.”

To find out where this heterogeneity was coming from, the team implanted two clones of the same cell in different mice. As the cells proliferated, the researchers found that their descendants metastasized at a remarkably similar rate. This was not the case with the offspring of different cells from the same cell line—the original cells had apparently evolved different metastatic potentials as the cell line was maintained over many generations.

The scientists next wondered which genes were responsible for this variability between cancer cells from the same cell line. So they began to look for genes that were expressed differently between nonmetastatic, weakly metastatic, and highly metastatic tumors.

Many genes stood out, some of which were previously known to be associated with metastasis, although it was not clear whether they were driving the metastasis or simply a side effect of it. “We report deeply resolved phylogenies for tens of thousands of cancer cells traced over months of growth and dissemination,” the team noted. “This revealed stark heterogeneity in metastatic capacity, arising from pre-existing and heritable differences in gene expression.” For example, the team found that one of these genes, KRT17, which codes for the protein Keratin 17, is much more strongly expressed in low metastatic tumors than in highly metastatic tumors. “When we knocked down or overexpressed Keratin 17, we showed that this gene was actually controlling the tumors’ invasiveness,” Weissman said.

Being able to identify metastasis-associated genes this way could help researchers answer questions about how tumors evolve and adapt. “It’s an entirely new way to look at the behavior and evolution of a tumor,” Weissman said. “We think it can be applied to many different problems in cancer biology.”

As the authors commented, “It will also be of interest to investigate the roles that other gene candidates identified here play in metastasis, as well as to elucidate the molecular mechanism by which KRT17 suppresses metastatic phenotype in vitro and in vivo—an unexpected role that this work uncovered.”

Weissman’s CRISPR method also allowed the researchers to track with more detail where metastasizing cells went in the body, and when. For example, the progeny of one implanted cancer cell underwent metastasis five separate times, spreading each time from the left lung to other tissues such as the right lung and liver. Other cells made a jump to a different area, and then metastasized again from there. These movements can be mapped neatly in phylogenetic trees, where each color represents a different location in the body. A very colorful tree shows a highly metastatic phenotype, where a cell’s descendants jumped many times between different tissues. A tree that is primarily one color represents a less metastatic cell.

“By applying our next-generation, Cas9-based lineage tracer to a mouse model of metastasis, we observed meaningful features of metastatic biology that were only apparent by virtue of subclonal lineage information,” the team stated. “Among these key insights were the broad range of metastatic rates for different tumor populations, the pre-existence and stable heritability of these heterogeneous metastatic phenotypes, and the complex, multidirectional tissue routes by which cancer cells disseminate in this model.

Mapping tumor progression in this way allowed Weissman and his team to make a few interesting observations about the mechanics of metastasis. For example, some clones seeded in a textbook way, traveling from the left lung, where they started, to distinct areas of the body. Others seeded more erratically, moving first to other tissues before metastasizing again from there. One such tissue, the mediastinal lymph tissue that sits between the lungs, appears to be a hub of sorts, said co-first author Quinn. “It serves as a waystation that connects the cancer cells to all of this fertile ground that they can then go and colonize.” And thinking therapeutically, the discovery of metastasis “hubs” could be extremely useful. “If you focus cancer therapies on those places, you could then slow down metastasis or prevent it in the first place,” Weissman said.

“Our work establishes that it is now possible to uniquely distinguish tens of thousands of cells over several months of growth in vivo, reconstruct deeply resolved and accurate cell phylogenies, and then interpret them to identify rare, transient events in the cells’ ancestry (here, metastasis) revealing otherwise unapparent distinctions in cellular phenotypes,” the authors concluded.

In the future, Weissman hopes to move beyond simply observing the cells and begin to predict their behavior. “It’s like with Newtonian mechanics—if you know the velocity and position and all the forces acting on a ball, you can figure out where the ball is going to go at any time in the future,” Weissman commented. “We’re hoping to do the same thing with cells. We want to construct essentially a function of what is driving differentiation of a tumor, and then be able to measure where they are at any given time, and predict where they’re going to be in the future.”

And extending beyond metastasis, the team says the approach could be used to provide new insights into other aspects of cancer biology, “… like the timing or order of genetic mutations during malignant transformation, adaptation to different tumor microenvironments, or the origin and mechanism by which tumor cells acquire resistance to therapeutic agents.”

The researchers are optimistic that being able to track the family trees of individual cells in real time will prove useful in other settings as well. “I think that it’s going to unlock a whole new dimension to what we think about as a measurable quantity in biology,” said co-first author Matthew Jones. “That’s what’s really cool about this field in general is that we’re redefining what’s invisible and what is visible.”

As the authors concluded, “ … beyond cancer, our approach has the potential to empower the study of the phylogenetic foundations of biological processes that transpire over many cell generations at unprecedented resolution and scale.”

Da:

https://www.genengnews.com/news/crispr-based-cancer-cell-lineage-tracing-offers-insights-into-drivers-of-metastasis/?fbclid=IwAR2khhT-xEoOkg8_7D0nBmF3vdYRNskJPFVqhYpWplBMETXKzIhNn25aJ3s