Niet-erfelijke groeivariatie draagt ​​bij aan therapiefalen bij patiënten met kankercellen

Niet-genetische tumordiversiteit draagt ​​bij aan falen van de behandeling bij kankerpatiënten

Leonard Harris, assistent-docent biomedisch ontwerp, leidde een groep wetenschappers van de Vanderbilt University die daadwerkelijk heeft aangetoond hoe een kunstmatig inseminatieontwerp van groeidiversificatie of -variëteit verschillende bronnen van onregelmatigheden in de celtoestand in kankercellen oplost. Het papier is daadwerkelijk uitgebracht in PLOSBiologie

Een heterogene groei is een knobbel die is samengesteld uit verschillende soorten kankercellen. Vaak hebben de cellen verschillende soorten erfelijke afwijkingen en bestaan ​​ze ook naast elkaar in een knobbel. De variëteit van de groei maakt kankercellen een uitdaging om mee om te gaan.

"Het is als het succes van een divers team", beschrijft Harris. “Een team dat bestaat uit mensen met verschillende achtergronden, leeftijden, fasen van hun carrière, etc., zijn vaak beter in het aanpakken van problemen omdat de teamleden verschillende perspectieven bieden.”

In een brok reageren verschillende cellen op verschillende manieren op medicatietherapieën. Sommige cellen hebben het vermogen om er doorheen te komen en ook de groei terug te laten groeien en zich ook te verspreiden, daarom blijven Harris en zijn groep kijken naar de methoden die kankercellen verdragen, verschillen van de verschillende andere groeicellen.

Maar erfelijke afwijkingen zijn niet de enige manier waarop kankercellen van elkaar kunnen verschillen. Cellen die precies hetzelfde DNA hebben, kunnen in zeer verschillende toestanden voorkomen. Je huidcellen en ook je levercellen hebben bijvoorbeeld precies hetzelfde DNA, maar ze werken extreem op verschillende manieren; dat is een voorbeeld van epigenetische diversificatie. Bovendien, wanneer een huidcel zich scheidt, genereert deze 2 huidcellen. De cellen halen de huidcelstaat niet uit het DNA; het moet met een paar andere methoden komen. Het is dit niet-genetische type overerving dat de procedure epigenetisch maakt.

Kankercellen variëren bovendien vanwege willekeurige veranderingen in het aantal deeltjes in elke cel: deeltjes verbinden willekeurig met elkaar, verzwakken, worden geproduceerd door de cel, produceren rechtstreeks in en ook uit de cel, enzovoort. Dit soort niet-genetische diversificatie wordt stochastische onregelmatigheid genoemd en is ook niet erfelijk, in tegenstelling tot epigenetische procedures. Het lijkt misschien geen groot koopje, maar wetenschappers hebben feitelijk onthuld dat stochastische onregelmatigheden significante resultaten kunnen hebben.

Het speculatieve en ook computationele werk dat in de krant wordt vermeld, werd uitgevoerd aan de Vanderbilt University in samenwerking met Corey E. Hayford, Darren R. Tyson, C. Jack Robbins III, Peter L. Frick en ook Vito Quaranta en heeft ook talloze extra studie taken. Het is momenteel de structuur voor Harris' U of A lab.

"Kanker wordt gewoonlijk een 'genetische ziekte' genoemd, wat aangeeft dat het wordt veroorzaakt door anomalieën in belangrijke componenten van het DNA die cellen ertoe aanzetten de controle te ontgroeien," zei Harris. "Dit heeft in feite geleid tot jarenlang onderzoek naar de genen van kankercellen, wat in feite aanzienlijke doorbraken heeft veroorzaakt, bestaande uit de vooruitgang van verschillende genezende medicijnen die zich richten op vermeende 'oncogenen van automobilisten'." Hoewel deze gerichte medicijnen op de korte termijn uitzonderlijk effectief zijn, falen ze bijna overal, waarbij de tumoren van de patiënt binnen enkele maanden tot enkele jaren terugkeren. Dit heeft ertoe geleid dat veel onderzoekers zijn gaan nadenken over de rol van niet-genetische processen in de reactie van tumoren op medicijnen."

Modellering en ook speculatieve strategieën werden gebruikt om de 3 verschillende bronnen van onregelmatigheid bij longkankercellen te identificeren: erfelijk, epigenetisch en ook stochastisch. Zoals hierboven aangegeven, zijn epigenetische en ook stochastische onregelmatigheden verschillende soorten niet-genetische onregelmatigheden. Epigenetisch unieke cellen zien er verschillend uit, zoals de huid en ook levercellen vanaf het begin, terwijl stochastisch unieke cellen er bijna hetzelfde uitzien, maar toch totaal verschillend kunnen werken.

"Het onderscheiden van genetische van niet-genetische en epigenetische van stochastische factoren bij de respons op geneesmiddelen is cruciaal voor het ontwikkelen van nieuwe therapieën die tumorcellen kunnen doden voordat ze de kans krijgen om genetische resistentiemutaties te krijgen," beweerde Harris. "Ze dragen allemaal op verschillende manieren bij aan de respons op tumorgeneesmiddelen."

Een structuur voor het differentiëren van erfelijke en ook niet-genetische bronnen van diversificatie in brokken is eigenlijk eerder gesuggereerd, maar is nog niet algemeen goedgekeurd binnen het studiegebied van kankercellen als gevolg van een gebrek aan solide speculatief bewijs. De krant van de groep biedt een solide ondersteuning voor deze structuur.

De evaluatie in het artikel werd met name gebruikt voor EGFR-mutante niet-kleincellige longkankercellen. Harris' laboratorium gebruikt deze suggesties momenteel ook voor verschillende andere soorten kankercellen, bestaande uit kleincellige longkankercellen, kanker maligniteiten en ook bot-gemetastaseerde buste kankercellen.

"In mijn laboratorium werken we aan het bouwen van computermodellen van de moleculaire netwerken in kankercellen die aanleiding geven tot de verschillende epigenetische toestanden, waarover cellen kunnen overgaan om medicamenteuze behandelingen te overleven," beweerde Harris. "Het langetermijndoel van het onderzoek van mijn laboratorium is om deze modellen uit te breiden totdat ze voldoende gedetailleerd zijn om als virtuele platforms te fungeren voor het testen van de effecten van verschillende medicijnen en het identificeren van nieuwe medicijndoelen."

Door deze zogenaamde "digitale tweelingen" te creëren, is de hoop om ze uiteindelijk te gebruiken om digitale medicatiedisplays uit te voeren op ontwerpen die zijn ontwikkeld op basis van voorbeelden van echte cliëntknobbels en daarna op maat gemaakte therapiekeuzes voor die cliënten. Hiervoor zijn zeker partnerschappen nodig met bio-informatici, experimentatoren en ook medische professionals hier bij U of A, het Winthrop P. Rockefeller Cancer Institute aan de University of Arkansas for Medical Sciences in Little Rock, en ook op andere plaatsen. "Hopelijk zal de publicatie van dit artikel helpen om een ​​aantal van die samenwerkingen op gang te brengen", beweerde Harris.