Dr. Julie In erhielt vom National Institute of Environmental Health Sciences ein Stipendium in Höhe von 1.9 Millionen US-Dollar, um die Auswirkungen von Uran auf die Zellen der Darmauskleidung zu untersuchen.
In wird ein außerordentlicher Professor an der University of New Mexico und Wissenschaftler am UNM Comprehensive Cancer Center die molekularen Veränderungen untersuchen, die in diesen Darmschleimhautzellen stattfinden, wenn sie Uranstaub ausgesetzt sind. Die Arbeit könnte bei mehreren Darmerkrankungen angewendet werden, darunter Reizdarmsyndrom und Dickdarmkrebs.
Uran und andere Schwermetalle wie Arsen und Vanadium können aus verlassenen Uranminen ins Grundwasser und in die Luft gelangen. Von den über 1,600 solcher Minen im Westen der USA liegen mindestens 500 in der Four Corners-Region.
Viele Stammes- und Landgemeinden in New Mexico liegen in der Nähe verlassener Uranminen. Uranhaltiger Staub ist in diesen Gemeinden allgegenwärtig. Der Staub kann in die Lunge gelangen und sich auch im Dickdarm der dort lebenden Menschen ansammeln.
„Etwa 60 % von dem, was wir einatmen, nehmen wir auch auf“, sagt In.
Sie wird Kolon-Organoide, Miniaturmodelle des Dickdarms, verwenden, um zu untersuchen, wie Uran die Zellen beeinflusst, die den Dickdarm auskleiden. Sie züchtet die Organoide aus Zellen, die während routinemäßiger diagnostischer oder Screening-Koloskopien oder während Endoskopien entnommen werden.
Die Organoide enthalten die verschiedenen Zelltypen, die in der Dickdarmschleimhaut vorkommen – das sogenannte Dickdarm-Epithel – und sie produzieren Schleim und Hormone und verhalten sich auch sonst so, als ob sie sich in einem lebenden Dickdarm befänden. Sie ermöglichen es In, Veränderungen in den Dickdarm-Epithelzellen zu untersuchen, wenn sich Uranstaub auf ihnen absetzt.
Ungefähr 60 % von dem, was wir einatmen, nehmen wir auch auf.
Eine der wichtigen Veränderungen, die In in ihren Vorstudien beobachtete, war eine Verringerung der Schleimmenge, die das Dickdarm-Epithel produzierte. Der Schleim schützt die Dickdarm-Epithelzellen vor den Bakterien und Verdauungssäften im Dickdarm.
Mit dem Stipendium wird sie die Auswirkungen von dünnerem Schleim und die Auswirkungen dieser Verdünnung auf die Epithelzellen des Dickdarms untersuchen. Sie wird auch die molekularen Veränderungen in Becherzellen untersuchen, die den Schleim produzieren, wenn diese Uranstaub ausgesetzt sind.
Die andere wichtige beobachtete Veränderung betraf das Gleichgewicht der hormonproduzierenden enteroendokrinen Zellen.
„Wir betrachten den Darm nicht als endokrines Organ“, sagt sie, „aber aufgrund der Anwesenheit enteroendokriner Zellen und der kumulierten Menge [der produzierten Hormone] ist der Darm tatsächlich das größte endokrine Organ in unserem Körper.“
Wir betrachten den Darm nicht als endokrines Organ, aber aufgrund der Anwesenheit enteroendokriner Zellen und der kumulierten Menge [der produzierten Hormone] ist der Darm tatsächlich das größte endokrine Organ in unserem Körper.
Ins vorläufige Studien ergaben, dass die Anzahl einiger enteroendokriner Zellen zunahm, was zu einem hormonellen Ungleichgewicht führte. Mithilfe der Organoide wird In die molekularen Veränderungen, die in den enteroendokrinen Zellen nach der Exposition gegenüber Uranstaub auftreten, genau untersuchen.
„Die Zunahme dieser hormonproduzierenden enteroendokrinen Zellen in diesem [Organoid-]Modell auf Basis von uranhaltigem Staub könnte uns helfen, eine ganze Reihe anderer Krankheiten und anderer Therapien zu verstehen“, sagt sie.
Sie erklärt, dass Epithelzellen bei vielen Dickdarmerkrankungen im Frühstadium der Krankheitsentwicklung die gleichen Reaktionen zeigen. Die von ihr geplante molekulare Arbeit könnte daher der Forschung zu Dickdarmkrebs, Reizdarmsyndrom und anderen Dickdarmerkrankungen zugutekommen und zu Medikamenten führen, die bei der Bekämpfung all dieser Krankheiten helfen.
In interessiert sich besonders für die Erforschung von Dickdarmkrebs. Sie sagt, dass die Gesamtzahl der Dickdarmkrebsfälle in den Vereinigten Staaten zwar zurückgegangen sei, bei jüngeren Menschen jedoch sprunghaft angestiegen sei.
„Ich hoffe“, sagt In, „dass wir eine von vielen Studien sein können, die dazu beitragen, diese frühen molekularen Veränderungen in unseren Darmepithelien zu verstehen, die diese Krankheiten insbesondere bei jungen Menschen verursachen.“
UNM Comprehensive Cancer Center
Das Comprehensive Cancer Center der University of New Mexico ist das offizielle Krebszentrum von New Mexico und das einzige vom National Cancer Institute ausgewiesene Krebszentrum in einem Umkreis von 500 Meilen.
Zu den mehr als 136 Fachärzten für Onkologie gehören Krebschirurgen aller Fachrichtungen (Abdominal-, Thorax-, Knochen- und Weichteilchirurgie, Neurochirurgie, Urogenital-, Gynäkologie- und Kopf-Hals-Tumoren), Hämatologen/medizinische Onkologen für Erwachsene und Kinder, gynäkologische Onkologen und Strahlenonkologen. Zusammen mit mehr als 600 anderen Krebsmedizinern (Krankenschwestern, Apotheker, Ernährungsberater, Navigatoren, Psychologen und Sozialarbeiter) behandeln sie 65 % der Krebspatienten aus dem gesamten Bundesstaat New Mexico und arbeiten mit kommunalen Gesundheitssystemen im gesamten Bundesstaat zusammen, um Krebsbehandlungen näher an ihrem Wohnort zu ermöglichen. Sie behandelten fast 15,000 Patienten bei mehr als 100,000 ambulanten Klinikbesuchen zusätzlich zu den stationären Krankenhausaufenthalten im UNM Hospital.
Insgesamt nahmen fast 1,855 Patienten an klinischen Krebsstudien teil, in denen neue Krebsbehandlungen getestet wurden, darunter Tests zu neuartigen Strategien zur Krebsprävention und zur Sequenzierung des Krebsgenoms.
Die mehr als 123 Krebsforscher, die dem UNMCCC angeschlossen sind, erhielten 38.2 Millionen US-Dollar an staatlichen und privaten Zuschüssen und Verträgen für Krebsforschungsprojekte. Seit 2015 haben sie fast 1000 Manuskripte veröffentlicht, die wirtschaftliche Entwicklung gefördert, 136 neue Patente angemeldet und 10 neue biotechnologische Start-up-Unternehmen gegründet.
Schließlich haben die Ärzte, Wissenschaftler und Mitarbeiter mehr als 500 Stipendiaten in den Bereichen Krebsforschung und Krebsgesundheitsversorgung mehr als XNUMX Gymnasiasten, Studenten, Graduierten und Postdoktoranden Aus- und Weiterbildungserfahrungen vermittelt.