Kræft evolution: hvordan naturens love kunne forudsige tumorvækst


Kræft evolution: hvordan naturens love kunne forudsige tumorvækst

Kræft er en af ​​de mest udfordrende sygdomme i vores tid; Antallet af nye sager forventes at stige med omkring 70% på verdensplan i løbet af de næste 20 år. Men hvad nu hvis læger kunne forudsige, hvordan en kræft udvikler sig? Dette ville være sikker på at bane vejen for mere effektive behandlingsstrategier. Ifølge resultaterne af en ny undersøgelse kunne en sådan mulighed være i kortene.

Forskere siger, at kræft evolution kunne forudsiges gennem en matematisk model baseret på mønstre af naturlige love.

I tidsskriftet Naturgenetik , Forskere afslører, hvordan væksten af ​​kræft kunne forudsiges ved at bruge en matematisk model baseret på mønstre, der påvirker strømmen af ​​floder og lysstyrke af stjernerne, kendt som "power law distribution model."

Studiemedlemmer Dr. Andrea Sottoriva, Chris Rokos Fellow i Evolution and Cancer ved Institut for Kræftforskning, UK, og kolleger bemærker, at tidligere undersøgelser har forsøgt at bestemme, hvordan tumorer udvikler sig, men fortolker det overvældende udvalg af genomiske data for at afdække sådan Oplysninger har vist sig at være udfordrende.

"Manglen på en stringent teoretisk ramme, der er i stand til at forudsige eksisterende data, betyder, at resultater fra kræft genomiske profileringstest ofte er vanskelige at fortolke," forklarer de.

Som sådan understreger holdet behovet for en matematisk model, der kan anvendes til data på forskellige tumorprofiler for at forudsige, hvordan tumorer vil vokse.

"Denne forudsigelighed betyder, at den store mængde genetiske data, vi kan generere fra tumorbiopsier, kunne fortælle os, hvordan en given kræft vil udvikle sig over tid - hvilke mutationer vil komme til at køre det til mere aggressiv sygdom, når de kommer op, og hvilke stoffer er der Bedst at behandle dem, "siger Dr. Sottoriva.

"Som i et skakspil, forventer målet om modstanders næste skridt, for i sidste ende at vinde spillet."

Model forudsagt udvikling af mere end 300 tumorer

For deres undersøgelse analyserede teamet 904 tumorer fra 14 forskellige kræftformer, herunder tarm, mave, hjerne, lunge og bugspytkirtel.

  • Frem til januar 2014 boede omkring 14,5 millioner mennesker med kræfthistorie i USA
  • Mere end 1,6 millioner nye kræftsager blev diagnosticeret i USA sidste år
  • I 2015 døde omkring 589.430 mennesker i USA af kræft.

Lær mere om kræft

Forskerne fandt ud af, at udviklingen af ​​323 af disse tumorer - herunder dem fra mave, tarm og nogle lungecancer - kunne forudsiges ved at anvende en power law distribution model.

Holdet forklarer, at vigtige kræftgener i disse tumorer allerede var til stede, da tumoren begyndte at vokse. Derudover fandt de, at eventuelle nye mutationer, der opstod inden for disse tumorer, ikke havde nogen effekt på væksten, hvilket effektivt gjorde dem "passager" -mutationer.

Disse passagermutationer akkumuleres efter et magtfordelingsfordelingsmønster, der opstår i en række naturlige love, ifølge forskerne, som dem, der driver strømmen af ​​floden Nilen og stjernens lysstyrke.

"Vores undersøgelse viser, at spredning af mutationer gennem en kræft følger naturlige love - og er derfor teoretisk forudsigelig, ligesom vi kan forudsige bevægelse af himmellegemer eller vejret", siger Dr. Sottoriva.

Mens deres model var mindre effektiv til at forudsige udviklingen af ​​nogle tumorer - som for eksempel fra hjernen og bugspytkirtlen - bemærker forskerne, at at skabe mere udførlige matematiske modeller kunne muliggøre en sådan udvikling i fremtiden.

Forudsigelighed af kræftudvikling kan fremme kræftbehandling

Samlet set siger holdet deres resultater har vigtige kliniske implikationer, da de kunne hjælpe læger med at skelne mutationer, der driver tumorvækst og kræver behandling fra passagermutationer, der kan være harmløse.

Dr. Kat Arney, videnskabsinformationsleder hos Cancer Research UK - som hjalp med at finansiere undersøgelsen - mener, at hvis et sådant værktøj kommer i spil, kan det åbne op for mere effektive behandlingsstrategier for kræftpatienter.

"Hvis lægerne var i stand til pålideligt at forudsige, hvordan kræftformer ændres med tiden, kan det hjælpe dem med at vælge de mest effektive behandlinger for hver patient," forklarer hun. "Forbedringer i DNA-sekventeringsteknologi betyder, at vi nu kan spore, hvordan individuelle tumorer ændres Over tid på det dybeste genetiske niveau."

Kommenterer holdets resultater, studerer medleder Dr. Trevor Graham, leder af Evolution og Cancer Laboratory ved Barts Cancer Institute ved Queen Mary University of London, Storbritannien, siger:

Vi tænker ofte på kræft som den kaotiske og ukontrollerede vækst af celler i kroppen. Men i modsætning til denne intuition viser vores undersøgelse, hvordan kræft evolution faktisk ofte er meget ordnet og kan endda forklares ved en retfærdig matematisk regel.

Denne regel er vigtig, fordi den enormt forenkler vores opfattelse af, hvordan kræft udvikler sig. Nu hvor vi kender reglen, kan vi forsøge at bøje det til vores fordel for at forbedre patientens resultater."

Undersøgelsen blev finansieret af en donation fra Chris Rokos til International Cancer Institute, samt Wellcome Trust, Cancer Research UK og Medical Research Council, blandt andre organisationer.

Dr. Sottoriva fortæller mere om holdets forskning i denne korte video.

Tidligere i denne måned, Medical-Diag.com Rapporteret om en undersøgelse, der beskriver udviklingen af ​​et injicerbart fluorescerende middel, der kunne hjælpe kirurger fjerner alt kræftvæv ved første forsøg.

The 12 Days of Evolution - Complete Series! (Video Medicinsk Og Professionel 2021).

Afsnit Spørgsmål På Medicin: Sygdom