Согласно теории эволюции выживает сильнейший, и эта же концепция применима к раковой опухоли. Исследователи пришли к выводу, что опухоли состоят из разных клеток, которые конкурируют друг с другом. Исследование опубликовано в журнале PLOS ONE.
В новом исследовании ученые из Университета Пенсильвании разработали математическую модель, чтобы понять динамику роста и распространения раковых клеток. Джимми Цянь, старший научный сотрудник, и Эрол Аксай, доцент кафедры биологии, смогли объяснить парадоксальное наблюдение, что мутации, приводящие к метастазированию, часто возникают на раннем этапе развития опухоли. Включение эволюционной и экологической теории в биологию рака поможет разработать более эффективные планы лечения.
«Многие полагают, что рак – это единая болезнь, как полиомиелит, но это не так, – говорит Аксай. – Каждая раковая опухоль представляет собой сообщество разных видов, которые функционируют по-разному».
«Понимание того, как развивается рак, – добавляет Цянь, – поможет спрогнозировать, какая линия станет доминировать в опухоли, что сведет к минимуму вероятность резистентности к лекарственным средствам, а также понять, какие эволюционные механизмы вызывают метастазы».
Раковые клетки не просто живут и размножаются среди нормальных клеток, они активно изменяют окружающую среду вокруг, чтобы сделать ее более благоприятной для собственного роста. Этот процесс может повлечь за собой образование кровеносных сосудов или изменение структуры и метаболизма соседних клеток. Однако культивирование микроокружения опухоли или опухолевой ниши не ограничивается соседними тканями.
«Рак в этом плане напоминает людей. Мы готовим наших детей к взрослой жизни, отдавая их учиться, – говорит Цянь. – Рак делает то же самое. Он готовит отдаленное место, куда будут мигрировать его «потомки». Исследователи предположили, что раковые клетки должны жертвовать некоторыми ресурсами для подготовки этих отдаленных областей, и задались вопросом, какая линия рака конкурировала бы с другими.
Исследователи создали модель опухоли, состоящую из четырех типов раковых клеток: производителей, которые помогают создать микроокружение опухоли, производителей, которые помогают строить отдаленные области, производителей, которые выполняют обе эти задачи, и «обманщиков», которые не способствуют созданию таких областей.
Установив конкурентные взаимодействия между этими подмножествами раковых клеток, исследователи заметили, что когда опухоли были небольшими, производители, которые способствовали формированию областей для метастаз, с большей вероятностью «побеждали», потому что вокруг было меньше «конкурентов». Но как только опухоли росли, возникало множество мутаций, и, следовательно, увеличивался объем «конкурентов».
«Это показывает, – отмечает Цянь, – что к тому времени, когда пациенты идентифицируют первичную опухоль, уже есть предпосылки метастаз в других частях тела. Поэтому, даже если вы вылечите первичную опухоль, метастазы могут расти и развиваться». Опухоль рассматривается как экосистема, которая сталкивается с взаимодействующими популяциями клеток.
Источник: https://medicalxpress.com/news/2018-05-mathematical-metastasis-cancer-caught-early.html
Комментарии
Пока комментариев нет
Новый комментарий