Mittepärilik kasvusort lisab vähirakkude klientidel ravi ebaõnnestumist

Kasvaja geneetiline mitmekesisus aitab kaasa vähihaigete ravi ebaõnnestumisele

Biomeditsiinilise disaini abiõpetaja Leonard Harris juhtis Vanderbilti ülikooli teadlaste rühma, kes on tegelikult näidanud, kuidas kasvu mitmekesistamise või mitmekesisuse kunstlik viljastamine kavandab vähirakkudes 3 erinevat raku seisundi ebaregulaarsuse ressurssi. Paber on tegelikult välja antud aastal PLOSbioloogia

Heterogeenne kasv on tükk, mis koosneb mitut liiki vähirakkudest. Sageli on rakkudel mitmesuguseid pärilikke anomaaliaid ja need eksisteerivad ka ühekordse osana. Kasvu mitmekesisus on see, mis muudab vähirakud keeruliseks.

"See on nagu mitmekülgse meeskonna edu," kirjeldab Harris. "Meeskond, mis koosneb erineva tausta, vanuse, karjääri etappide jms inimestest, suudab probleemidega sageli paremini toime tulla, sest meeskonnaliikmed pakuvad erinevaid vaatenurki."

Ühes tükis reageerivad erinevad rakud ravimteraapiatele erineval viisil. Mõnel rakul on võime see läbi teha ja ka kasv tagasi kasvatada ning samuti levida, mistõttu Harris ja ka tema rühm jäävad uurima vähirakkude püsimise meetodeid teistest kasvurakkudest.

Kuid pärilikud anomaaliad pole ainus meetod, kuidas vähirakud võivad üksteisest erineda. Rakud, millel on spetsiifiline väga sama DNA, võivad eksisteerida äärmiselt erinevates olekutes. Näiteks teie naharakkudel ja ka teie maksarakkudel on täpselt sama DNA, kuid nad töötavad äärmiselt erineval viisil; see on epigeneetilise mitmekesistamise näide. Veelgi enam, kui naharakk eraldub, tekitab see 2 naharakku. Rakud ei omanda naharakkude olekut DNA-st; see peab tulema mõne muu meetodiga. Just see mitte-geneetiline pärimistüüp muudab protseduuri epigeneetiliseks.

Vähirakud varieeruvad lisaks iga raku sees olevate osakeste arvu meelevaldsete muutuste tõttu: osakesed omavoliliselt ühenduvad, nõrgenevad, rakk toodab neid, toodab otse rakku ja ka rakust välja jne. Seda tüüpi mitte-geneetilised mitmekesistamist nimetatakse stohhastiliseks ebakorrapärasuseks ja see pole ka pärilik, erinevalt epigeneetilistest protseduuridest. See ei pruugi tunduda tohutu tehinguna, kuid teadlased on tegelikult paljastanud, et stohhastilistel ebaregulaarsustel võib olla märkimisväärseid tulemusi.

Artiklis kajastatud spekulatiivne ja ka arvutuslik töö viidi läbi Vanderbilti ülikoolis koostöös Corey E. Hayfordi, Darren R. Tysoni, C. Jack Robbins III, Peter L. Fricki ja ka Vito Quarannaga ning on ka tegelikult inspireerinud arvukalt ekstra õppeülesanded. Praegu on see Harrise laboratooriumi U struktuur.

"Vähki nimetatakse tavaliselt" geneetiliseks haiguseks ", mis näitab, et selle põhjustavad anomaaliad DNA olulistes komponentides, mis käivitavad rakud kontrolli välja kasvama," ütles Harris. "See on tegelikult põhjustanud vähirakkude geenide aastaid kestnud uuringuid, mis on tegelikult põhjustanud märkimisväärseid läbimurde, mis seisnevad mitmesuguste tervendavate ravimite edendamises, mis on suunatud oletatavatele" motoorsetele onkogeenidele "." Ehkki lühiajalises perspektiivis on need ravimid erakordselt tõhusad, ebaõnnestuvad need peaaegu üldiselt, patsiendi kasvajad korduvad mõne kuu kuni mõne aasta jooksul. See on sundinud paljusid teadlasi kaaluma mitte-geneetiliste protsesside rolli kasvajate ravile reageerimisel. "

Modelleerimise ja ka spekulatiivsete strateegiate abil tuvastati kopsuvähirakkude 3 erinevat ebaregulaarsuse allikat: pärilik, epigeneetiline ja ka stohhastiline. Nagu täpsustatud, on epigeneetilised ja ka stohhastilised ebakorrapärasused mitmesugused mittegeneetilised ebakorrapärasused. Epigeneetiliselt ainulaadsed rakud näevad välja erinevad, näiteks naha- ja maksarakud, näiteks stohhastaalselt ainulaadsed rakud, kuid võivad toimida täiesti erinevad.

"Geneetiliste tegurite eristamine mittegeneetilistest ja epigeneetilistest stohhastilistest teguritest on ravimivastuses ülitähtis uute ravimeetodite väljatöötamisel, mis suudavad kasvajarakud tappa enne, kui neil on võimalus omandada geneetilise resistentsuse mutatsioone," väitis Harris. "Need kõik aitavad kasvajaravile reageerida erineval viisil."

Varem on välja pakutud struktuuri pärilike ja ka mitte-geneetiliste ressursside eristamiseks tükikeste mitmekesistamiseks, kuid vähirakkude uurimispiirkonnas pole seda veel heaks kiidetud, kuna puuduvad kindlad spekulatiivsed tõendid. Grupi paber annab selle struktuuri jaoks tugevat abi.

Dokumendis esitatud hinnangut kasutati eriti EGFR-mutantide mitteväikerakk-kopsuvähirakkude puhul. Harrise laboratoorium kasutab neid soovitusi ka mitmesuguste teiste vähirakkude jaoks, mis koosnevad väikestest rakkudest kopsuvähirakkudest, vähi pahaloomulisest kasvajast ja ka luumetastaatilistest rinnavähirakkudest.

"Minu laboris töötame vähirakkude molekulaarsete võrkude arvutuslike mudelite väljatöötamisel, mis põhjustavad erinevaid epigeneetilisi olekuid, mille kaudu rakud saavad ravimiravi ellujäämiseks üle minna," väitis Harris. "Minu labori uuringute pikaajaline eesmärk on laiendada neid mudeleid, kuni need on piisavalt üksikasjalikud, et toimida virtuaalsete platvormidena, et testida erinevate ravimite mõju ja tuvastada uudseid uimastisihte."

Nende oletatavate "digitaalsete kaksikute" loomisega on lootus neid lõpuks kasutada digitaalsete ravimite kuvamiseks disainilahendustel, mis on välja töötatud klientide ehtsate tükkide näidetest ja seejärel nende klientide jaoks kohandatud teraapiavalikutest. See vajab kindlasti partnerlussuhete loomist bioinformaatikute, eksperimentalistide ja ka meditsiinitöötajatega siinsamas U of A-s, Little Rocki Arkansase ülikooli meditsiiniteaduste Winthrop P. Rockefelleri vähiinstituudis ja ka mujal. "Loodetavasti aitab selle dokumendi avaldamine mõne sellise koostöö esile kutsuda," väitis Harris.