Kreft evolusjon: hvordan naturens lover kan forutsi tumorvekst


Kreft evolusjon: hvordan naturens lover kan forutsi tumorvekst

Kreft er en av de mest utfordrende sykdommene i vår tid; Antall nye saker forventes å stige med rundt 70% over hele verden de neste 20 årene. Men hva om leger kunne forutsi hvordan en kreft utvikler seg? Dette ville være sikker på å bane vei for mer effektive behandlingsstrategier. Ifølge resultatene av en ny studie, kan en slik mulighet være i kortene.

Forskere sier at kreftevolusjon kan forutsies gjennom en matematisk modell basert på mønstre av naturlige lover.

I tidsskriftet Naturgenetikk , Forskere avslører hvordan veksten av kreft kan forutsies ved å bruke en matematisk modell basert på mønstre som påvirker strømmen av elver og lysstyrke av stjernene, kjent som "power law distribusjon modell."

Studie medleder Dr. Andrea Sottoriva, Chris Rokos stipendiat i evolusjon og kreft ved Institutt for kreftforskning, Storbritannia, og kollegaer bemerker at tidligere studier har forsøkt å avgjøre hvordan tumorer utvikler seg, men tolker det overveldende utvalg av genomiske data for å avdekke slike Informasjon har vist seg å være utfordrende.

"Mangelen på et grundig teoretisk rammeverk som kan gjøre forutsigelser om eksisterende data, betyr at resultatene fra kreft genomisk profilering studier ofte er vanskelig å tolke," forklarer de.

Som sådan understreker teamet behovet for en matematisk modell som kan brukes på data på forskjellige svulstprofiler for å forutsi hvordan tumorer vil vokse.

"Denne forutsigbarheten betyr at den enorme mengden genetiske data vi kan generere fra tumorbiopsier, kan fortelle oss hvordan en bestemt kreft vil utvikle seg over tid - hvilke mutasjoner vil komme for å drive den inn i mer aggressiv sykdom, når de kommer opp og hvilke stoffer er Best å behandle dem, sier Dr. Sottoriva.

"Som i et sjakksspill, er målet å forutse neste skritt mot motstanderen, for å vinne spillet."

Modell spådde utviklingen av mer enn 300 svulster

For deres studier analyserte teamet 904 svulster fra 14 forskjellige kreftformer, inkludert tarm, mage, hjerne, lunge og kreft i bukspyttkjertelen.

  • Opp til januar 2014 bodde rundt 14,5 millioner mennesker med krefthistorie i USA
  • Mer enn 1,6 millioner nye kreft tilfeller ble diagnostisert i USA i fjor
  • I 2015 døde rundt 589 430 mennesker i USA av kreft.

Lær mer om kreft

Forskerne fant at utviklingen av 323 av disse svulstene - inkludert de fra mage, tarm og noen lungekreft - kunne forutsies ved å anvende en kraftlovdistribusjonsmodell.

Laget forklarer at viktige kreftgener i disse svulstene allerede var tilstede da svulstene begynte å vokse. I tillegg fant de at eventuelle nye mutasjoner som oppstod inne i disse svulstene, ikke hadde noen effekt på vekst, noe som effektivt gjorde dem "passasjer" mutasjoner.

Disse passasjermutasjonene akkumuleres etter et kraftloverfordelingsmønster som oppstår i en rekke naturlige lover, ifølge forskerne, som de som driver strømmen av elven Nilen og stjernens lysstyrke.

"Vår studie viser at spredning av mutasjoner gjennom en kreft følger naturlige lover - og er derfor teoretisk forutsigbar, akkurat som vi kan forutsi bevegelsen av himmellegemer eller været," sier Dr. Sottoriva.

Mens deres modell var mindre effektiv for å forutsi utviklingen av noen svulster - som for eksempel fra hjernen og bukspyttkjertelkreftene - bemerker forskerne at å skape mer utførlige matematiske modeller kunne muliggjøre en slik utvikling i fremtiden.

Forutsigbarhet for kreftutvikling kan fremme kreftbehandling

Samlet sier teamet at deres funn har viktige kliniske implikasjoner, da de kan hjelpe leger å skille mellom mutasjoner som driver tumorvekst og krever behandling fra passasjermutasjoner som kan være harmløse.

Dr. Kat Arney, vitenskapsinformasjonsleder ved Cancer Research UK - som bidro til å finansiere studien - mener at hvis et slikt verktøy kommer i bruk, kan det åpne opp effektive behandlingsstrategier for kreftpatienter.

"Hvis leger kunne på en pålitelig måte forutsi hvordan cancers endres med tiden, kan det hjelpe dem med å velge de mest effektive behandlingene for hver pasient," forklarer hun. "Forbedringer i DNA-sekvenseringsteknologi betyr at vi nå kan spore hvordan individuelle svulster forandrer seg Over tid på det dypeste genetiske nivået."

Kommenterer lagets resultater, studerer co-leader Dr. Trevor Graham, leder av Evolution og Cancer Laboratory ved Barts Cancer Institute ved Queen Mary University of London, Storbritannia, sier:

Vi tenker ofte på kreft som den kaotiske og ukontrollerte veksten av celler i kroppen. Men mot denne intuisjonen viser vår studie hvordan kreftevolusjon faktisk ofte er svært bestilt og kan til og med forklares av en enkel matematisk regel.

Denne regelen er viktig fordi den forenkler vårt syn på hvordan kreft utvikler seg enormt. Nå som vi kjenner regelen, kan vi forsøke å bøye det til vår fordel for å forbedre pasientens utfall."

Studien ble finansiert av en donasjon fra Chris Rokos til International Cancer Institute, samt Wellcome Trust, Cancer Research UK og Medical Research Council, blant andre organisasjoner.

Dr. Sottoriva snakker mer om lagets forskning i denne korte videoen.

Tidligere denne måneden, Medical-Diag.com Rapportert om en studie som beskriver utviklingen av et injiserbart fluorescerende middel som kan hjelpe kirurger fjerne alt kreftvev ved første forsøk.

Zeitgeist Moving Forward [Full Movie][2011] (Video Medisinsk Og Faglig 2019).

§ Problemer På Medisin: Sykdom