Individuelle mutationer er meget langsomme til at fremme tumorvæksten


Individuelle mutationer er meget langsomme til at fremme tumorvæksten

Individuelle kræftfremkaldende mutationer har en minuts virkning på tumorvækst og øger cellefordelingen med kun 0,4 procent i gennemsnit ifølge ny matematisk modellering af forskere ved Harvard University, Johns Hopkins University og andre institutioner.

Deres forskning, der ses denne uge i Forsøg af National Academy of Sciences, Styrker, at kræft er kulminationen på mange akkumulerede mutationer. Det fremhæver også den grundlæggende heterogenitet og tilfældighed af mange kræftformer, i overensstemmelse med observationer fra epidemiologer og klinikere.

"Dette arbejde tyder på, at signifikant tumorvækst sandsynligvis kræver langsom og stabil ophobning af flere mutationer i en celle i løbet af en årrække", siger førforfatter Ivana Bozic, en doktorand i Harvard's Department of Mathematics og Program for Evolutionary Dynamics. Hjælper også med at forklare, hvorfor så mange kræftkørende mutationer er nødvendige for at danne en avanceret malignitet inden for individets levetid."

Alle vores celler gennemgår regelmæssig division og død, processer, der sædvanligvis balancerer hinanden. I kræft er denne balance brudt, hvilket fører til invasive tumorer, der masserer sunde celler og spredes i kroppen.

"Mens nye data fra sekventeringen af ​​kræftgener er lysende, udgør deres forsoning med epidemiologiske og kliniske observationer en stor udfordring," siger Bozic. "Vores nye matematiske model begynder at løse denne afbrydelse."

Bozics arbejde bidrager til forskernes seneste indsats for at skelne mellem "driver" og "passager" -mutationer i tumorer. Forskere har fundet ud af, at de fleste solide tumorer indeholder 40-100 mutationer i kodende gener, men i gennemsnit driver kun 5 til 15 af disse tumorvækst. Resten er simpelthen sammen for turen: forbundet med førermutationer, men ikke til gavn for tumoren.

Tumorer begynder at vokse med den første mutation, der giver en fordel i forhold til andre celler, så de kan vokse helt og holdent lidt hurtigere end deres naboer. Men da disse førermutationer akkumuleres langsomt i en given celle, er effekten ligner den accelererende vækst i besparelser gennem sammensatte interesser: En hurtigere cellefordeling giver den stadig hurtigere tilsætning af flere førermutationer.

Bozics arbejde tyder på, at tiden der forløber mellem førermutationer i en spirende tumor kan være nøglen til de ultimative resultater.

"For eksempel finder vi, at en person, som går 20 år uden at opleve en anden drivermutation i samme celle, måske aldrig ser tumoren vokse til mere end et par tusindedele gram," siger hun. "Men en anden drivermutation inden for Fem år kan udvikle sig inden for 25 år til en tumor, der vejer hundreder af gram."

Disse forudsigelser er i overensstemmelse med kliniske observationer, at det normalt tager 30 eller flere år for humane kræftformer at udvikle sig fra initierede celler. Bozic og kolleger verificerede også nøjagtigheden af ​​deres model ved at teste mod kliniske data fra to velundersøgte tumorer, glioblastom multiforme og pankreatisk adenocarcinom.

Ud over at præcisere den fordel, som hver drivermutation giver, giver Bozic og kolleger en formel til at estimere antallet af disse i en given tumor.

"Det er overflødigt at sige, at finde ud af, hvilke mutationer og hvor mange mutationer der er kræftkræfter, der er meget vigtige for at udvikle effektive terapier." Vi håber, at vores arbejde vil hjælpe med at drive nye forskningslinjer til fremtidige behandlinger."

Bemærkninger:

Bozic's medforfattere på det nuværende PNAS-papir er Tibor Antal og Martin A. Nowak af Harvard's Program for Evolutionary Dynamics; Hannah Carter, Dewey Kim, Rachel Karchin, Kenneth W. Kinzler og Bert Vogelstein fra Johns Hopkins University; Hisashi Ohtsuki fra Tokyo Institute of Technology; Og Sining Chen fra University of Medicine og Tandpleje i New Jersey. Deres arbejde blev sponsoreret af John Templeton Foundation, National Science Foundation, National Institutes of Health, Bill og Melinda Gates Foundation, og J. Epstein.

Kilde: Harvard University

Savings and Loan Crisis: Explained, Summary, Timeline, Bailout, Finance, Cost, History (Video Medicinsk Og Professionel 2021).

Afsnit Spørgsmål På Medicin: Sygdom