Hur hjärntumörer anpassar sig genom komplexa ekosystem

Trots framsteg inom medicinsk teknik och en ständigt utvecklande förståelse för mekanismerna för cancerprogression står forskare och kliniker inför ett antal utmaningar längs vägen för att finna en bot för de mest aggressiva formerna av cancer. Detta gäller särskilt glioblastom multiforme, den vanligaste och mest aggressiva formen av human hjärncancer.

Glioblastom är allmänt dödligt. Några av de mest destruktiva kännetecknen för dessa tumörer, såsom okontrollerad och invasiv tillväxt i friska vävnader, gör denna form av hjärncancer mycket svår att behandla. Vänster obehandlade personer som berörs överlever vanligtvis bara några månader. Den nuvarande guldstandarden för behandling är en kombination av kirurgi, kemoterapi och strålterapi, men detta ökar sällan patienternas överlevnad bortom två år som mer resistenta tumörer växer alltid tillbaka. Förmågan för celler att anpassa sig, utvecklas och undviker gör att hårdare tumörceller kan utveckla försvarsmekanismer mot konventionell behandling.

Cancerceller är lika unika som snöflingor

För att förstå hur glioblastomtumörer kan utvecklas för att bli resistenta är det viktigt att känna igen hjärntumörer inte som likformiga vävnader, utan som komplexa populationer av olika, dynamiska och transformerande celltyper.

 

I friska vävnader reglerar ett samordnat system av molekyler hastigheten av celldelning och uttryck av gener som svar på miljöanpassningar. I cancerceller komprometteras denna maskin och cellerna börjar dela okontrollerbart och bygga upp genetiska mutationer. När cellerna reproducerar, utvecklas avkommans genetiska identitet med varje ny division.


 Få det senaste via e-post

Veckotidningen Daglig Inspiration

Vi hittar också fler och fler bevis på att glioblastomtumörer upprätthålls av en liten cache av cancerstamceller. Dessa är långsamt delande, hårda celler som kan transformera till många olika celltyper under de rätta förhållandena och ombygga tumörer med nya celler av olika genetisk profil.

Många av dessa celltyper har egenskaper för överlevnad. Snabbt delande celler kan undkomma kirurgisk behandling, till exempel genom att växa och replikerar djupare in i hjärnan där en mer tillåten miljö tillåter dem att expandera med mindre hot mot deras välbefinnande. Dessa escapee celler diffunderar ofta över hjärnan genom kapning och migrering längs blodkärlen. Denna invasion och migration placerar en buffert av frisk vävnad mellan tumörmassan och kirurgens skalpell.

Kirurgi kan också motstå genom en process som kallas angiogenes, vilket är produktionen av nya blodkärl som signaleras av tumörceller att säkra nya näring matarledningar. Många celler i tumören har en verktygslåda gener som signalerar för dessa nya förnödenheter.

Vissa hjärntumörceller uttrycker också gener som MGMT, Som ger förmågan att reparera kemoterapiinducerad DNA-skada och bypass programmerad celldöd. Med tanke på att temozolomid, det nuvarande läkemedlet som används för att behandla glioblastom, fungerar genom att skada DNA genom en process som kallas metylering, celler som är MGMT-positiva kan motstå läkemedlets effekter. Så lätt utsatta tumörceller och de som är känsliga för droger och strålning uttras, selekteras celler med dessa överlevnadsegenskaper för expansion och kan bli den dominerande celltypen inom en tumörmassa.

Tumörer är robusta ekosystem

Genom att jämföra tumör landskapet ett ekosystem, kan vi tillämpa en evolutionär modell av anpassningsförmåga, miljötryck och urval. I ett ekosystem konkurrerar många arter av växt- och djurliv för begränsade resurser, upprätthålla en dynamiskt förskjutande maktbalans. Om vi ​​stör en art kan en konkurrent få en större andel av resurserna och ha mer utrymme att sprida ut.

 

Dessa principer kan tillämpas på tumörhabitatet, eftersom olika cancercellstyper konkurrerar om utrymme i hjärnan. På liknande sätt följer celler i ett tumörekosystem mönster som liknar den Darwinian-modellen av naturligt urval. Delande celler kan producera avkommor med mutationer som utrusta dem med verktyg för att främja produktionen av nya blodkärl och dela snabbare. Detta ger dem en konkurrensfördel för att säkra resurser och framgångsrikt reproducera.

Nästa generations behandlingar

En uppdaterad förståelse av hjärncancermiljön kan främja upptäckten av nyanserade behandlingsalternativ i framtiden. En sådan strategi skulle vara att minimera tumörutveckling genom att hålla celler i ett långsamt delande och behandlingsreaktivt tillstånd snarare än att rikta dem mot allmän utrotning. För att denna strategi ska kunna realiseras kan kliniska forskare undersöka nya sätt att stoppa glioblastomprogressionen genom att homing in på och manipulera med maskiner som gör det möjligt för tumörceller att anpassa sig i deras ekosystem.

A färsk studie Använda datormodeller av genomkartor från Cancer Genome Atlas Project identifiera mål som ERBB2 eller EGFR för vilka cancermedicin eller behandlingar redan är tillgängliga eller genomgår kliniska prövningar. Många av dessa mål är välkända inom cancerforskning som verktyg som utnyttjas av tumörceller för att utveckla en konkurrensfördel.

Att fokusera på dessa mål kan ge möjlighet att blockera signalegenskaperna för mer aggressiva egenskaper utan att döda cellerna och ge mer utrymme till en utmanare. Detta skulle väsentligen avlägsna en del av tumörceller utan att på ett allvarligt sätt balansera ekosystemet.

Ett antal spännande utveckling har gjorts inom området immunterapi och personlig medicin genom helgenomkodning, men denna teknik är väldigt mycket i sin spädbarn. En strategi där glioblastomcellpopulationen hålls lat och placerad i stället för rowdy och konkurrenskraftig kan komplettera nuvarande behandlingar för att förbättra livskvaliteten för patienter. Ett sådant tillvägagångssätt kunde köpa patienter några år medan vi utvecklar och förfina nästa generations behandling.

Avlyssningen

Darren ÓhAilín är doktorand i molekylär medicin vid Freiburg University .

Den här artikeln publicerades ursprungligen den Avlyssningen. Läs ursprungliga artikeln.

TILLGÄNGLIGA SPRÅK

English afrikaans Arabic Förenklad kinesiska) Kinesiska (traditionell) danska Dutch Filippinare Finnish French German grekisk Hebreiska hindi ungerska Indonesian Italian Japanese Korean Malay Norwegian perser polska Portuguese rumänska Russian Spanish swahili Swedish Thai turkiska ukrainska urdu vietnamese

följ InnerSelf på

Facebookikon ikon~~POS=HEADCOMPtwitter iconyoutube iconinstagram ikonpintrest ikonrss-ikonen

 Få det senaste via e-post

Veckotidningen Daglig Inspiration

Nya Attityder - Nya Möjligheter

InnerSelf.comClimateImpactNews.com | InnerPower.net
MightyNatural.com | WholisticPolitics.com | InnerSelf Market
Copyright © 1985 - 2021 Innerself Publikationer. All Rights Reserved.