Kanker evolutie: hoe de wetten van de natuur de tumorgroei kunnen voorspellen


Kanker evolutie: hoe de wetten van de natuur de tumorgroei kunnen voorspellen

Kanker is een van de meest uitdagende ziektes van onze tijd; Het aantal nieuwe zaken zal naar verwachting in de komende 20 jaar met ongeveer 70% wereldwijd stijgen. Maar wat als dokters kunnen voorspellen hoe een kanker zich ontwikkelt? Dit zou zeker de weg vrijmaken voor meer effectieve behandelingsstrategieën. Volgens de resultaten van een nieuwe studie zou een dergelijke mogelijkheid in de kaarten kunnen zijn.

Onderzoekers zeggen dat kankerontwikkeling voorspeld kan worden door middel van een wiskundig model gebaseerd op patronen van natuurlijke wetten.

In het tijdschrift Natuur Genetica , Onderzoekers onthullen hoe de groei van kanker kan worden voorspeld door gebruik te maken van een wiskundig model gebaseerd op patronen die de stroom van de rivieren en de helderheid van de sterren beïnvloeden, bekend als het 'power law distribution model'.

Studie mede-leider Dr Andrea Sottoriva, Chris Rokos Fellow in Evolutie en Kanker bij het Instituut voor Kankeronderzoek, het Verenigd Koninkrijk, en collega's merken op dat eerdere studies hebben geprobeerd te bepalen hoe tumoren zich ontwikkelen, maar het interpreteren van de overweldigende reeks genoomgegevens om zo te ontdekken Informatie heeft bewezen uitdagend.

"Het ontbreken van een streng theoretisch kader om voorspellingen te maken over bestaande gegevens betekent dat resultaten van kankergenetische profileringstesten vaak moeilijk te interpreteren zijn," leggen ze uit.

Als zodanig benadrukt het team de noodzaak van een wiskundig model dat toegepast kan worden op gegevens over verschillende tumorprofielen om te voorspellen hoe tumoren zullen groeien.

"Deze voorspelbaarheid betekent dat de enorme hoeveelheid genetische gegevens die we kunnen genereren uit tumorbiopsies, ons kunnen vertellen hoe een bepaalde kanker in de loop van de tijd zal ontwikkelen - welke mutaties zullen erin komen om de agressieve ziekte te verbeteren, wanneer ze zich voordoen en welke drugs er zijn Het beste om ze te behandelen, "zegt dr. Sottoriva.

"Net als in een schaakspel, is het doel vooruit te gaan op de volgende beweging van de tegenstander, om uiteindelijk het spel te winnen."

Model voorspelde evolutie van meer dan 300 tumoren

Voor hun studie analyseerde het team 904 tumoren uit 14 verschillende kankersoorten, waaronder darm-, maag-, hersen-, long- en alvleesklierkanker.

  • Tot en met januari 2014 leefden ongeveer 14,5 miljoen mensen met een kankergeschiedenis in de VS.
  • Meer dan 1,6 miljoen nieuwe kankergevallen werden vorig jaar in de VS gediagnosticeerd
  • In 2015 stierven ongeveer 589.430 mensen in de VS aan kanker.

Meer informatie over kanker

De onderzoekers vonden dat de evolutie van 323 van deze tumoren - inclusief die van maag, darm en sommige longkanker - zou kunnen worden voorspeld door toepassing van een power law distributie model.

Het team legt uit dat belangrijke tumoren in deze tumoren al aanwezig waren toen de tumoren begonnen te groeien. Daarnaast vonden ze dat elke nieuwe mutatie die zich in deze tumoren heeft voorgedaan, geen invloed heeft op de groei, waardoor ze passagiersmutaties effectief maken.

Deze passagiersmutaties accumuleren volgens een stroomwetverdelingspatroon dat voortkomt uit een reeks natuurlijke wetten, aldus de onderzoekers, zoals die die de stroom van de Nijlrivier rennen en de helderheid van de sterren.

"Onze studie toont aan dat de verspreiding van mutaties door een kanker volgt natuurlijke wetten - en is daarom theoretisch voorspelbaar, net als we de beweging van hemellichamen of het weer kunnen voorspellen", zegt dr. Sottoriva.

Hoewel hun model minder effectief was om de evolutie van sommige tumoren te voorspellen - zoals die van hersen- en alvleesklierkanker - merken de onderzoekers op dat het creëren van meer evoluerende wiskundige modellen een dergelijke evolutie in de toekomst zou kunnen voorspellen.

Voorspelbaarheid van kankerontwikkeling kan de behandeling van kanker bevorderen

In het algemeen zegt het team dat hun bevindingen belangrijke klinische implicaties hebben, omdat ze artsen kunnen onderscheiden mutaties die tumorgroei aandrijven en behandeling van passagiersmutaties vereisen die schadelijk kunnen zijn.

Dr. Kat Arney, wetenschappelijk informatiebeheerder bij Cancer Research UK - die de studie heeft gefinancierd - gelooft dat als een dergelijk instrument in het spel komt, het effectievere behandelingsstrategieën voor kankerpatiënten zou kunnen openen.

"Als artsen op betrouwbare wijze kunnen voorspellen hoe kankers met de tijd veranderen, kan het hen helpen de meest effectieve behandelingen voor elke patiënt te kiezen," legt ze uit. "Vooruitgang in DNA sequencing technologie betekent dat we nu kunnen opsporen hoe individuele tumoren veranderen Met verloop van tijd op het diepste genetische niveau."

Commentaar op de resultaten van het team, studie co-leider Dr Trevor Graham, hoofd van het Evolution and Cancer Laboratory bij het Barts Cancer Institute aan de Queen Mary University of London, Verenigd Koninkrijk, zegt:

We denken vaak aan kanker als de chaotische en ongecontroleerde groei van cellen in het lichaam. Maar tegen deze intuïtie, blijkt uit onze studie hoe kanker evolutie in feite vaak zeer besteld is en zelfs kan worden verklaard door een eenvoudige wiskundige regel.

Deze regel is belangrijk omdat het ons standpunt over hoe kankers evolueren enorm vergemakkelijken. Nu we de regel kennen, kunnen we proberen het in ons voordeel te buigen om de patiëntresultaten te verbeteren."

De studie werd gefinancierd door een donatie van Chris Rokos aan het International Cancer Institute, evenals de Wellcome Trust, Cancer Research UK en de Medical Research Council, onder andere organisaties.

Dr. Sottoriva vertelt meer over het onderzoek van het team in deze korte video.

Eerder deze maand, Medical-Diag.com Gerapporteerd over een studie waarin de ontwikkeling van een injecteerbaar fluorescentiemiddel wordt beschreven dat de chirurgen zou kunnen helpen, verwijdert alle kankerweefsels bij de eerste poging.

Homosexuality: It's about survival - not sex | James O'Keefe | TEDxTallaght (Video Medische En Professionele 2021).

Sectie Kwesties Op De Geneeskunde: Ziekte