Variasi pertumbuhan non-herediter menambah kegagalan terapi pada klien sel kanker

Keragaman tumor non-genetik berkontribusi terhadap kegagalan pengobatan pada pasien kanker

Leonard Harris, asisten guru desain biomedis, memimpin sekelompok ilmuwan dari Universitas Vanderbilt yang telah benar-benar mendemonstrasikan bagaimana desain inseminasi buatan untuk diversifikasi pertumbuhan, atau varietas, memperbaiki 3 berbagai sumber ketidakteraturan keadaan sel dalam sel kanker. Makalah ini sebenarnya telah dirilis di PLOSBiologi

Pertumbuhan heterogen adalah benjolan yang terdiri dari beberapa jenis sel kanker. Seringkali, sel memiliki berbagai macam kelainan herediter dan juga hidup berdampingan dalam benjolan. Keragaman pertumbuhan inilah yang membuat sel kanker sulit untuk dihadapi.

“Ini seperti kesuksesan tim yang beragam,” Harris menjelaskan. “Sebuah tim yang terdiri dari orang-orang dari latar belakang, usia, tahapan karir yang berbeda, dll., seringkali lebih baik dalam mengatasi masalah karena anggota tim memberikan perspektif yang berbeda.”

Dalam benjolan, berbagai sel membalas terapi obat dengan cara yang berbeda. Beberapa sel memiliki kemampuan untuk melewati dan juga menumbuhkan kembali pertumbuhan dan penyebaran, itulah sebabnya Harris dan kelompoknya tetap meneliti metode bertahan sel kanker yang berbeda dari berbagai sel pertumbuhan lainnya.

Tapi anomali herediter bukan satu-satunya metode sel kanker dapat bervariasi satu sama lain. Sel-sel yang memiliki DNA spesifik yang sama dapat hidup dalam keadaan yang sangat berbeda. Misalnya, sel-sel kulit Anda dan juga sel-sel hati Anda memiliki DNA yang persis sama tetapi mereka bekerja dengan cara yang sangat berbeda; itu adalah contoh diversifikasi epigenetik. Selain itu, ketika sel kulit terpisah, menghasilkan 2 sel kulit. Sel-sel tidak memperoleh keadaan sel kulit dari DNA; itu perlu datang dengan beberapa metode lain. Jenis pewarisan non-genetik inilah yang membuat prosedur menjadi epigenetik.

Sel kanker juga bervariasi karena perubahan acak dalam jumlah partikel di dalam setiap sel: partikel secara acak saling berhubungan, melemah, diproduksi oleh sel, keluar dan masuk sel, dan sebagainya. diversifikasi disebut ketidakteraturan stokastik dan juga tidak diwariskan, tidak seperti prosedur epigenetik. Ini mungkin tidak tampak seperti tawaran besar, namun para ilmuwan sebenarnya telah mengungkapkan bahwa ketidakteraturan stokastik dapat memiliki hasil yang signifikan.

Pekerjaan spekulatif dan komputasi yang dilaporkan dalam makalah dilakukan di Vanderbilt University bekerja sama dengan Corey E. Hayford, Darren R. Tyson, C. Jack Robbins III, Peter L. Frick dan juga Vito Quaranta dan juga telah menginspirasi banyak tambahan tugas belajar. Saat ini struktur untuk laboratorium Harris' U of A.

"Kanker sering disebut sebagai 'penyakit genetik', yang menunjukkan bahwa kanker disebabkan oleh anomali pada komponen penting DNA yang memicu sel untuk tumbuh lebih besar dari kontrol," kata Harris. "Ini telah menyebabkan penelitian bertahun-tahun pada gen sel kanker, yang telah menyebabkan terobosan besar, termasuk pengembangan berbagai obat penyembuhan yang menargetkan 'onkogen pengendara'." Meskipun sangat efektif dalam jangka pendek, obat yang ditargetkan ini hampir gagal secara universal, dengan tumor pasien berulang dalam beberapa bulan hingga beberapa tahun. Ini telah membuat banyak peneliti mulai mempertimbangkan peran proses non-genetik dalam respons tumor terhadap obat-obatan.”

Pemodelan dan juga strategi spekulatif digunakan untuk mengidentifikasi 3 berbagai sumber ketidakteraturan di antara sel kanker paru: herediter, epigenetik dan juga stokastik. Seperti disebutkan di atas, ketidakteraturan epigenetik dan stokastik adalah berbagai jenis ketidakteraturan non-genetik. Sel-sel unik secara epigenetik terlihat berbeda, seperti kulit dan sel-sel hati sejak awal, sedangkan sel-sel unik secara stokastik terlihat hampir sama tetapi mungkin bertindak sangat berbeda.

“Membedakan faktor genetik dari non-genetik, dan epigenetik dari stokastik, faktor dalam respon obat sangat penting untuk mengembangkan terapi baru yang dapat membunuh sel tumor sebelum mereka memiliki kesempatan untuk memperoleh mutasi resistensi genetik,” klaim Harris. "Mereka semua berkontribusi pada respons obat tumor dengan cara yang berbeda."

Sebuah struktur untuk membedakan keturunan dan non-genetik sumber diversifikasi dalam benjolan sebenarnya telah diusulkan sebelumnya namun belum secara umum disetujui di bidang studi sel kanker karena tidak adanya bukti spekulatif yang kuat. Kertas kelompok memberikan bantuan yang solid untuk struktur ini.

Evaluasi yang diberikan dalam makalah ini digunakan terutama untuk sel kanker paru-paru non-sel kecil mutan EGFR. Laboratorium Harris saat ini menggunakan saran ini untuk berbagai jenis sel kanker lainnya juga, termasuk sel kanker paru-paru sel kecil, kanker ganas dan juga sel kanker payudara metastatik tulang.

“Di laboratorium saya, kami sedang bekerja untuk membangun model komputasi dari jaringan molekuler dalam sel kanker yang memunculkan keadaan epigenetik yang berbeda, di mana sel dapat bertransisi untuk bertahan dari perawatan obat,” klaim Harris. “Tujuan jangka panjang dari penelitian lab saya adalah untuk memperluas model ini sampai mereka cukup detail untuk bertindak sebagai platform virtual untuk menguji efek dari berbagai obat dan mengidentifikasi target obat baru.”

Dengan menciptakan "kembar digital" ini, harapannya adalah untuk akhirnya menggunakannya untuk melakukan tampilan pengobatan digital pada desain yang dikembangkan dari contoh benjolan klien asli dan kemudian pilihan terapi yang disesuaikan dengan gaya untuk klien tersebut. Hal ini tentu perlu menciptakan kemitraan dengan ahli bioinformatika, eksperimentalis, dan juga profesional medis di sini di U of A, Institut Kanker Winthrop P. Rockefeller di Universitas Arkansas untuk Ilmu Kedokteran di Little Rock, dan juga di tempat lain. “Mudah-mudahan, penerbitan makalah ini akan membantu memicu beberapa kolaborasi tersebut,” klaim Harris.