A variedade de crescimento não hereditário contribui para a falha da terapia em clientes com células cancerosas

A diversidade não genética do tumor contribui para a falha do tratamento em pacientes com câncer

Leonard Harris, professor assistente de design biomédico, liderou um grupo de cientistas da Universidade de Vanderbilt que realmente demonstrou como um design de inseminação artificial de diversificação do crescimento, ou variedade, corrige três recursos de irregularidade do estado celular em células cancerosas. O artigo foi lançado em PLOSBiology

Um crescimento heterogêneo é um nódulo composto de vários tipos de células cancerosas. Freqüentemente, as células têm vários tipos de anomalias hereditárias e também coexistem dentro de um nódulo. A variedade do crescimento é o que torna difícil lidar com as células cancerosas.

“É como o sucesso de uma equipe diversificada”, descreve Harris. “Uma equipe formada por pessoas de diferentes origens, idades, estágios de sua carreira, etc., muitas vezes é melhor para lidar com problemas porque os membros da equipe fornecem perspectivas diferentes.”

Em um nódulo, várias células respondem às terapias medicamentosas de maneiras diferentes. Algumas células têm a capacidade de sobreviver e também crescer de volta ao crescimento e também se espalhar, razão pela qual Harris e seu grupo continuam a estudar os métodos que as células cancerosas resistentes variam de várias outras células de crescimento.

Mas as anomalias hereditárias não são o único método que as células cancerosas podem variar umas das outras. As células que têm o mesmo DNA específico podem existir em estados extremamente diversos. Por exemplo, as células da pele e também as células do fígado têm exatamente o mesmo DNA, mas funcionam de maneiras extremamente diferentes; esse é um exemplo de diversificação epigenética. Além disso, quando uma célula da pele se separa, ela gera 2 células da pele. As células não adquirem o estado de célula da pele a partir do DNA; ele precisa vir com alguns outros métodos. É esse tipo de herança não genética que torna o procedimento epigenético.

As células cancerosas também variam devido a mudanças arbitrárias no número de partículas dentro de cada célula: as partículas se conectam arbitrariamente umas com as outras, enfraquecem, são fabricadas pela célula, produzem dentro e fora da célula, e assim por diante. a diversificação é chamada de irregularidade estocástica e também não é hereditária, ao contrário dos procedimentos epigenéticos. Pode não parecer uma grande barganha, mas os cientistas realmente revelaram que a irregularidade estocástica pode ter resultados significativos.

O trabalho especulativo e computacional relatado no artigo foi realizado na Vanderbilt University em cooperação com Corey E. Hayford, Darren R. Tyson, C. Jack Robbins III, Peter L. Frick e também Vito Quaranta e também inspirou muitos extras tarefas de estudo. Atualmente é a estrutura do laboratório U of A de Harris.

“O câncer é comumente referido como uma 'doença genética', indicando que é causado por anomalias em componentes importantes do DNA que fazem com que as células superem o controle”, disse Harris. “Na verdade, isso causou anos de estudos sobre os genes das células cancerosas, o que na verdade causou avanços consideráveis, consistindo no avanço de vários medicamentos de cura que têm como alvo os supostos oncogenes motoristas”. Embora excepcionalmente eficazes no curto prazo, essas drogas direcionadas falham quase universalmente, com os tumores dos pacientes recorrendo dentro de alguns meses a alguns anos. Isso levou muitos pesquisadores a começarem a considerar o papel dos processos não genéticos na resposta dos tumores às drogas ”.

Estratégias de modelagem e também especulativas foram utilizadas para identificar os 3 diferentes recursos de irregularidade entre as células do câncer de pulmão: hereditárias, epigenéticas e também estocásticas. Conforme especificado acima, as irregularidades epigenéticas e também estocásticas são vários tipos de irregularidades não genéticas. As células epigeneticamente únicas parecem diferentes, como a pele e também as células do fígado desde o início, enquanto as células estocasticamente únicas aparecem quase as mesmas, mas podem atuar de forma totalmente diferente.

“Distinguir fatores genéticos de não genéticos e epigenéticos de estocásticos na resposta a medicamentos é crucial para o desenvolvimento de novas terapias que podem matar células tumorais antes que tenham a chance de adquirir mutações de resistência genética”, afirmou Harris. “Todos eles contribuem para a resposta aos medicamentos contra o tumor de maneiras diferentes”.

Uma estrutura para diferenciar recursos hereditários e também não genéticos de diversificação em caroços foi sugerida anteriormente, mas ainda não foi comumente aprovada na área de estudo de células cancerosas devido à ausência de provas especulativas sólidas. O papel do grupo fornece sólida assistência para essa estrutura.

A avaliação fornecida no artigo foi usada particularmente para células de câncer de pulmão de células não pequenas mutantes de EGFR. O laboratório de Harris está atualmente usando essas sugestões para vários outros tipos de células cancerígenas, consistindo de células cancerosas de pulmão de células minúsculas, malignidade do câncer e também células cancerosas ósseas metastáticas.

“Em meu laboratório, estamos trabalhando na construção de modelos computacionais das redes moleculares dentro das células cancerosas que dão origem aos diferentes estados epigenéticos, através dos quais as células podem fazer a transição para sobreviver aos tratamentos com drogas”, afirmou Harris. “O objetivo de longo prazo da pesquisa do meu laboratório é expandir esses modelos até que tenham detalhes suficientes para atuar como plataformas virtuais para testar os efeitos de várias drogas e identificar novos alvos de drogas.”

Ao criar esses supostos “gêmeos digitais”, a esperança é eventualmente utilizá-los para realizar exibições de medicamentos digitais em designs desenvolvidos a partir de exemplos de caroços de clientes genuínos e, posteriormente, definir opções de terapia sob medida para esses clientes. Isso certamente exigirá a criação de parcerias com bioinformáticos, experimentalistas e também profissionais médicos aqui mesmo na U of A, no Winthrop P. Rockefeller Cancer Institute na Universidade de Arkansas para Ciências Médicas em Little Rock, e também em outros lugares. “Esperançosamente, a publicação deste artigo ajudará a desencadear algumas dessas colaborações”, afirmou Harris.