Jak guzy mózgu dostosowują się poprzez złożone ekosystemy?

Pomimo postępów w technologii medycznej i stale rozwijającej się wiedzy na temat mechanizmów progresji raka, naukowcy i klinicyści stają przed litanią wyzwań na drodze do znalezienia lekarstwa na najbardziej agresywne formy raka. Dotyczy to w szczególności glejaka wielopostaciowego, najczęstszej i najbardziej agresywnej postaci raka mózgu człowieka.

Glioblastoma jest powszechnie śmiertelny. Niektóre z najbardziej destrukcyjnych cech tych guzów, takie jak niekontrolowany i inwazyjny wzrost w zdrowych tkankach, sprawiają, że ta forma raka mózgu jest bardzo trudna do leczenia. Nieleczone osoby dotknięte chorobą zazwyczaj przeżywają tylko kilka miesięcy. Obecnym złotym standardem leczenia jest połączenie chirurgii, chemioterapii i radioterapii, ale rzadko wydłuża to czas przeżycia pacjentów powyżej dwóch lat ponieważ bardziej oporne nowotwory zawsze odrastają. Zdolność komórek do adaptacji, ewolucji i unikania umożliwia twardszym komórkom nowotworowym rozwój mechanizmów obronnych przed konwencjonalnym leczeniem.

Komórki rakowe są tak wyjątkowe jak płatki śniegu

Aby zrozumieć, w jaki sposób guzy glejaka mogą ewoluować, aby stać się bardziej opornymi, ważne jest, aby rozpoznać guzy mózgu nie jako jednolite tkanki, ale jako złożone populacje różnorodnych, dynamicznych i transformujących typów komórek.

 

W zdrowych tkankach skoordynowany system cząsteczek ściśle reguluje tempo podziału komórek i ekspresję genów w odpowiedzi na sygnały środowiskowe. W komórkach rakowych ta maszyneria zostaje zagrożona, a komórki zaczynają się dzielić w niekontrolowany sposób i wytwarzać mutacje genetyczne. Gdy komórki się rozmnażają, tożsamość genetyczna potomstwa ewoluuje z każdym nowym podziałem.


 Otrzymuj najnowsze wiadomości e-mail

Tygodnik Codzienna inspiracja

Odnajdujemy również coraz więcej dowodów na to, że guzy glejaka są utrzymywane przez niewielką ilość rakowe komórki macierzyste. Są to wolno dzielące się, odporne komórki, które w odpowiednich warunkach potrafią przekształcać się w wiele różnych typów komórek i odbudowywać nowotwory nowymi komórkami o zróżnicowanym profilu genetycznym.

Wiele z tych typów komórek posiada cechy umożliwiające przeżycie. Szybko dzielące się komórki mogą uniknąć leczenia chirurgicznego, na przykład przez wzrost i replikacja głębiej w mózgu gdzie bardziej dopuszczalne środowisko pozwala im rozwijać się z mniejszymi zagrożeniami dla ich dobrostanu. Te komórki uciekające często dyfundują przez mózg, porywając i migrując wzdłuż naczyń krwionośnych. Ta inwazja i migracja umieszcza bufor zdrowej tkanki między masą guza a skalpelem chirurga.

Operacji można również oprzeć się poprzez proces znany jako angiogeneza, który polega na wytwarzaniu nowych naczyń krwionośnych sygnalizowanych przez komórki nowotworowe zabezpieczyć nowe linie zaopatrzenia w żywienie. Wiele komórek w guzie posiada zestaw genów do sygnalizowania tych nowych dostaw.

Niektóre komórki guza mózgu również ulegają ekspresji geny takie jak MGMT, co daje możliwość naprawy uszkodzeń DNA wywołanych chemioterapią i ominięcia zaprogramowanej śmierci komórki. Biorąc pod uwagę, że temozolomid, obecny lek stosowany w leczeniu glejaka, działa poprzez uszkadzanie DNA w procesie znanym jako metylacja, komórki, które są MGMT-dodatnie mogą oprzeć się skutkom leku. Ponieważ łatwo eksponowane komórki nowotworowe oraz te, które są wrażliwe na leki i promieniowanie są wyeliminowane, komórki z tymi cechami przeżycia są wybierane do ekspansji i mogą stać się dominującym typem komórek w masie guza.

Guzy to awanturnicze ekosystemy

Porównując krajobraz guza do ekosystemu, możemy zastosować model ewolucyjny zdolności adaptacyjnych, presji środowiskowych i selekcji. W ekosystemie wiele gatunków roślin i zwierząt konkuruje o ograniczone zasoby, utrzymując dynamicznie zmieniającą się równowagę sił. Jeśli ingerujemy w jeden gatunek, konkurent może odziedziczyć większą część zasobów i mieć więcej miejsca do rozprzestrzenienia się.

 

Zasady te można zastosować do środowiska guza, ponieważ różne typy komórek rakowych konkurują o przestrzeń w mózgu. Podobnie komórki w ekosystemie nowotworowym podążają za wzorcami przypominającymi darwinowski model doboru naturalnego. Dzielące się komórki mogą wytwarzać potomstwo z mutacjami, które wyposażają je w narzędzia do promowania produkcji nowych naczyń krwionośnych i szybszego podziału. Daje im to przewagę konkurencyjną w zabezpieczaniu zasobów i pomyślnej reprodukcji.

Zabiegi nowej generacji

Zaktualizowana wiedza na temat środowiska raka mózgu może w przyszłości sprzyjać odkrywaniu zróżnicowanych opcji leczenia. Jedną z takich strategii byłoby zminimalizowanie ewolucji guza poprzez utrzymywanie komórek w stanie powoli dzielącym się i reagującym na leczenie, a nie kierowanie ich do ogólnej eradykacji. Aby ta strategia mogła zostać zrealizowana, naukowcy kliniczni mogliby zbadać nowe sposoby zatrzymania progresji glejaka poprzez nakierowanie i manipulowanie maszynerią, która umożliwia komórkom nowotworowym adaptację w ich ekosystemie.

A Ostatnie badania wykorzystano modele komputerowe map genomu z Projekt Atlasu Genomu Nowotworowego w celu zidentyfikowania celów, takich jak ERBB2 lub EGFR, dla których leki lub terapie przeciwnowotworowe są już dostępne lub przechodzą badania kliniczne. Wiele z tych celów jest dobrze znanych w badaniach nad rakiem jako narzędzia wykorzystywane przez komórki nowotworowe do budowania przewagi konkurencyjnej.

Skupienie się na tych celach może stanowić okazję do zablokowania zdolności sygnalizacyjnych dla bardziej agresywnych cech bez zabijania komórek i zapewniania większej przestrzeni dla przeciwnika. To zasadniczo odbiłoby część komórek nowotworowych bez poważnego zakłócenia równowagi ekosystemu.

W obszarze immunoterapia i medycyna spersonalizowana poprzez sekwencjonowanie całego genomu, ale ta technologia jest bardzo w powijakach. Strategia, w której populacja komórek glejaka jest leniwa i uspokojona, a nie awanturnicza i konkurencyjna, może uzupełniać obecne terapie w celu poprawy jakości życia pacjentów. Takie podejście może kupić pacjentom jeszcze kilka lat, podczas gdy będziemy opracowywać i udoskonalać następną generację leczenia.

Konwersacje

Darren Ó hAilín jest doktorantem medycyny molekularnej na Uniwersytecie we Fryburgu .

Ten artykuł został pierwotnie opublikowany w Konwersacje. Przeczytać oryginalny artykuł.

DOSTĘPNE JĘZYKI

angielsku Afrikaans arabski Chiński (uproszczony) Chiński (tradycyjny) duński holenderski filipińczyk fiński francuski niemiecki grecki hebrajski hinduski węgierski indonezyjski włoski Japonki koreański malajski norweski perski polski portugalski RUMUŃSKI rosyjski hiszpański suahili szwedzki tajski turecki ukraiński urdu wietnamski

śledź InnerSelf na

facebook iconikona twittericon youtubeikona instagramikona kuflaikona rss

 Otrzymuj najnowsze wiadomości e-mail

Tygodnik Codzienna inspiracja

Nowe postawy - nowe możliwości

InnerSelf.comClimateImpactNews.com | InnerPower.net
MightyNatural.com | WholisticPolitics.pl | Rynek wewnętrzny
Copyright © 1985 - Publikacje wewnętrzne 2021. Wszelkie prawa zastrzeżone.