Variasi pertumbuhan bukan turun-temurun menambah kegagalan terapi pesakit sel barah

Kepelbagaian tumor bukan genetik menyumbang kepada kegagalan rawatan pada pesakit barah

Leonard Harris, penolong guru reka bentuk bioperubatan, mengetuai sekumpulan saintis dari Universiti Vanderbilt yang sebenarnya telah menunjukkan bagaimana reka bentuk inseminasi buatan untuk mempelbagaikan pertumbuhan, atau pelbagai, memperbaiki 3 pelbagai sumber ketidakteraturan keadaan sel dalam sel barah. Kertas itu sebenarnya telah dikeluarkan di PLOSBiologi

Pertumbuhan heterogen adalah benjolan yang terdiri daripada beberapa jenis sel barah. Selalunya, sel-sel mempunyai pelbagai jenis anomali keturunan dan juga wujud dalam benjolan. Kepelbagaian pertumbuhan inilah yang menjadikan sel barah sukar ditangani.

"Ini seperti kejayaan pasukan yang pelbagai," jelas Harris. "Pasukan yang terdiri dari orang-orang dari berbagai latar belakang, usia, tahap kerjaya mereka, dan lain-lain, sering kali lebih baik dalam menangani masalah kerana anggota pasukan memberikan perspektif yang berbeza."

Dalam sekumpulan, pelbagai sel membalas terapi ubat dengan cara yang berbeza. Sebilangan sel mempunyai kemampuan untuk melewatinya dan juga menumbuhkan pertumbuhan dan juga menyebar, itulah sebabnya Harris dan juga kelompoknya tetap mencari cara untuk menanggung sel-sel kanser yang berbeza-beza dari berbagai sel pertumbuhan lain.

Tetapi anomali keturunan bukan satu-satunya kaedah sel kanser dapat berbeza antara satu sama lain. Sel yang mempunyai DNA spesifik yang sama dapat wujud dalam pelbagai keadaan. Sebagai contoh, sel-sel kulit anda dan juga sel-sel hati anda mempunyai DNA yang sama persis namun ia berfungsi dengan cara yang berbeza; itu adalah contoh kepelbagaian epigenetik. Lebih-lebih lagi, apabila sel kulit berpisah, ia menghasilkan 2 sel kulit. Sel-sel tidak memperoleh keadaan sel kulit dari DNA; ia perlu dilengkapi dengan beberapa kaedah lain. Jenis warisan bukan genetik inilah yang menjadikan prosedur itu epigenetik.

Sel-sel barah juga berbeza-beza kerana perubahan sewenang-wenangnya dalam bilangan zarah di dalam setiap sel: zarah-zarah secara sewenang-wenangnya saling menghubungkan antara satu sama lain, melemahkan, dihasilkan oleh sel, dihasilkan tepat ke dalam dan juga keluar dari sel, dan sebagainya Jenis bukan genetik kepelbagaian disebut penyimpangan stokastik dan juga tidak dapat diwarisi, tidak seperti prosedur epigenetik. Ini mungkin tidak tampak seperti tawar-menawar yang besar, namun para saintis sebenarnya telah mendedahkan bahawa penyimpangan stokastik dapat memberikan hasil yang signifikan.

Tugas spekulatif dan juga komputasi yang dilaporkan dalam makalah tersebut dilakukan di Vanderbilt University dengan kerjasama Corey E. Hayford, Darren R. Tyson, C. Jack Robbins III, Peter L. Frick dan juga Vito Quaranta dan juga sebenarnya telah mengilhami banyak tambahan tugas belajar. Ini adalah struktur untuk makmal Harris 'U of A.

"Kanser biasanya disebut sebagai 'penyakit genetik," menunjukkan ia disebabkan oleh anomali dalam komponen penting DNA yang memicu sel untuk mengatasi kawalan, "kata Harris. "Ini sebenarnya telah menyebabkan penelitian selama bertahun-tahun mengenai gen sel kanker, yang sebenarnya telah menyebabkan banyak penembusan, yang terdiri dari kemajuan berbagai obat penyembuhan yang menargetkan kononnya 'onkogen pengendara." Walaupun berkesan dalam jangka pendek, ubat-ubatan yang disasarkan ini gagal hampir secara universal, dengan tumor pesakit berulang dalam beberapa bulan hingga beberapa tahun. Ini menyebabkan banyak penyelidik mula mempertimbangkan peranan proses bukan genetik dalam tindak balas tumor terhadap ubat-ubatan. "

Pemodelan dan juga strategi spekulatif digunakan untuk mengenal pasti 3 pelbagai sumber ketidakteraturan di antara sel-sel barah paru-paru: keturunan, epigenetik dan juga stokastik. Seperti yang dinyatakan di atas, penyimpangan epigenetik dan juga stokastik adalah pelbagai jenis penyimpangan bukan genetik. Sel-sel unik epigenetik kelihatan pelbagai, seperti kulit dan juga sel-sel hati sejak awal, sedangkan sel-sel unik stokastik hampir sama tetapi mungkin bertindak pelbagai.

"Membezakan genetik dari bukan genetik, dan epigenetik dari stokastik, faktor tindak balas ubat sangat penting untuk mengembangkan terapi baru yang dapat membunuh sel tumor sebelum mereka berpeluang memperoleh mutasi ketahanan genetik," Harris mendakwa. "Mereka semua menyumbang kepada tindak balas ubat tumor dengan cara yang berbeza."

Struktur untuk membezakan sumber keturunan dan non-genetik kepelbagaian dalam benjolan sebenarnya telah disarankan sebelumnya tetapi belum umum disetujui di dalam kawasan kajian sel-sel barah akibat ketiadaan bukti spekulatif yang kukuh. Kertas kumpulan memberikan bantuan yang kukuh untuk struktur ini.

Penilaian yang diberikan dalam makalah ini digunakan terutamanya untuk sel barah paru-paru sel kecil yang tidak bermutasi EGFR. Makmal Harris kini menggunakan cadangan ini untuk berbagai jenis sel barah lain, yang terdiri daripada sel-sel barah paru-paru sel kecil, keganasan barah dan juga sel barah tulang-metastatik tulang.

"Di makmal saya, kami sedang berusaha untuk membangun model komputasi rangkaian molekul dalam sel-sel barah yang menimbulkan keadaan epigenetik yang berlainan, di mana sel-sel dapat beralih ke rawatan ubat yang bertahan," kata Harris. "Matlamat jangka panjang penyelidikan makmal saya adalah untuk memperluas model ini sehingga mereka cukup terperinci untuk bertindak sebagai platform maya untuk menguji kesan pelbagai ubat dan mengenal pasti sasaran ubat baru."

Dengan membuat "kembar digital" yang diharapkan ini, harapannya akhirnya dapat menggunakannya untuk melakukan paparan ubat digital pada reka bentuk yang dikembangkan dari contoh benjolan pelanggan yang asli dan pilihan terapi yang disesuaikan gaya untuk pelanggan tersebut. Ini semestinya memerlukan kerjasama dengan ahli bioinformatik, eksperimen dan juga profesional perubatan di U of A, Institut Kanser Winthrop P. Rockefeller di University of Arkansas untuk Sains Perubatan di Little Rock, dan juga di tempat lain. "Mudah-mudahan, penerbitan makalah ini akan membantu mencetuskan beberapa kolaborasi tersebut," kata Harris.