Nededičná rastová odroda prispieva k zlyhaniu liečby u klientov s rakovinovými bunkami

Non-genetická rozmanitosť nádorov prispieva k zlyhaniu liečby u pacientov s rakovinou

Leonard Harris, asistent učiteľa biomedicínskeho dizajnu, viedol skupinu vedcov z Vanderbiltovej univerzity, ktorá skutočne preukázala, ako návrh umelej inseminácie diverzifikácie rastu alebo odrody fixuje 3 rôzne zdroje nepravidelnosti bunkového stavu v rakovinových bunkách. Dokument bol skutočne vydaný v PLOSBiológia

Heterogénny rast je hrčka, ktorá sa skladá z niekoľkých druhov rakovinových buniek. Bunky majú často rôzne druhy dedičných anomálií a tiež koexistujú v rámci jednej hrudky. Rozmanitosť rastu je to, čo robí rakovinové bunky náročnými.

"Je to ako úspech rozmanitého tímu," opisuje Harris. „Tím zložený z ľudí z rôznych prostredí, vekových skupín, etáp ich kariéry atď. Je často pri riešení problémov lepší, pretože členovia tímu poskytujú rôzne perspektívy.“

Kumulatívne rôzne bunky odpovedajú na liečebné terapie rôznymi spôsobmi. Niektoré bunky majú schopnosť preraziť a tiež opätovne rásť a rozširovať sa, čo je dôvod, prečo Harris a jeho skupina naďalej hľadajú spôsoby, ako sa rakovinové bunky vydržia líšiť od rôznych iných rastových buniek.

Ale dedičné anomálie nie sú jedinou metódou, ktorou sa môžu rakovinové bunky navzájom líšiť. Bunky, ktoré majú špecifickú veľmi rovnakú DNA, môžu existovať v mimoriadne rôznych stavoch. Napríklad vaše kožné bunky a tiež vaše pečeňové bunky majú špecificky presne tú istú DNA, napriek tomu fungujú extrémne rôznymi spôsobmi; to je prípad epigenetickej diverzifikácie. Navyše, keď sa kožná bunka oddelí, vytvorí 2 kožné bunky. Bunky nezískavajú stav kožných buniek z DNA; musí prísť s niekoľkými ďalšími metódami. Práve tento negenetický typ dedičstva robí postup epigenetickým.

Rakovinové bunky sa navyše líšia z dôvodu svojvoľných zmien v počte častíc vo vnútri každej bunky: častice sa navzájom ľubovoľne spájajú, zoslabujú sa, sú bunkou produkované, produkujú sa priamo do bunky a tiež z nej atď. Tento druh negenetického pôvodu diverzifikácii sa hovorí stochastická nepravidelnosť a tiež nie je dedičná, na rozdiel od epigenetických postupov. Možno to nevyzerá ako veľká zľava, napriek tomu vedci skutočne odhalili, že stochastická nepravidelnosť môže mať významné výsledky.

Špekulatívna a tiež výpočtová práca uvedená v článku bola vykonaná na Vanderbiltovej univerzite v spolupráci s Corey E. Hayfordovou, Darrenom R. Tysonom, C. Jackom Robbinsom III, Petrom L. Frickom a tiež Vitom Quarantom. Inšpirovala tiež mnoho ďalších študijné úlohy. V súčasnosti je to štruktúra Harrisovho laboratória U of A.

"Rakovina sa bežne označuje ako" genetické ochorenie ", čo naznačuje, že ju spôsobujú anomálie dôležitých zložiek DNA, ktoré spôsobujú, že bunky vyrastú pod kontrolu," uviedol Harris. "To v skutočnosti spôsobilo dlhoročné štúdium génov rakovinových buniek, čo v skutočnosti spôsobilo značné objavy, ktoré spočívali vo vývoji rôznych liečivých liekov zameraných na údajné motoristické onkogény." Aj keď sú krátkodobo mimoriadne účinné, tieto cielené lieky zlyhávajú takmer všeobecne, pričom nádory pacientov sa opakujú v priebehu niekoľkých mesiacov až niekoľkých rokov. To viedlo mnohých vedcov k tomu, aby začali uvažovať o úlohe negenetických procesov pri reakcii nádorov na lieky. “

Na identifikáciu 3 rôznych zdrojov nepravidelnosti medzi bunkami rakoviny pľúc sa použili modelové a tiež špekulatívne stratégie: dedičné, epigenetické a tiež stochastické. Ako už bolo uvedené, epigenetické a tiež stochastické nepravidelnosti sú rôzne druhy negenetických nepravidelností. Epigeneticky jedinečné bunky vyzerajú rôzne, napríklad kožné a pečeňové bunky, zatiaľ čo stochasticky jedinečné bunky vyzerajú takmer rovnako, ale môžu pôsobiť úplne odlišne.

"Rozlišovanie genetických od negenetických a epigenetických od stochastických je pri reakcii na lieky rozhodujúce pre vývoj nových terapií, ktoré môžu zabíjať nádorové bunky skôr, ako budú mať šancu získať mutácie genetickej rezistencie," tvrdil Harris. "Všetky prispievajú k odpovedi na nádorové lieky rôznymi spôsobmi."

Štruktúra na diferenciáciu dedičných a negenetických zdrojov diverzifikácie v hrudkách bola už skôr navrhnutá, zatiaľ však nie je bežne schválená v oblasti štúdia rakovinových buniek v dôsledku absencie spoľahlivých špekulatívnych dôkazov. Dokument skupiny poskytuje pevnú pomoc pre túto štruktúru.

Hodnotenie poskytnuté v tomto článku sa použilo najmä na nemalobunkové bunky rakoviny pľúc s mutáciou EGFR. Harrisovo laboratórium v ​​súčasnosti využíva tieto návrhy aj na rôzne ďalšie druhy rakovinových buniek, ktoré pozostávajú z malých bunkových buniek rakoviny pľúc, malígneho nádoru a tiež kostných metastatických rakovinových buniek poprsia.

"V mojom laboratóriu pracujeme na budovaní výpočtových modelov molekulárnych sietí v rakovinových bunkách, ktoré vedú k vzniku rôznych epigenetických stavov, cez ktoré môžu bunky prechádzať, aby prežili liečbu pomocou liekov," tvrdil Harris. "Dlhodobým cieľom výskumu v mojej laboratóriu je rozšíriť tieto modely, kým nebudú dostatočne podrobné na to, aby fungovali ako virtuálne platformy na testovanie účinkov rôznych liekov a identifikáciu nových cieľov liekov."

Vytvorením týchto domnelých „digitálnych dvojčiat“ je nádej, že ich nakoniec využijú na vykonávanie digitálnych zobrazení liekov na dizajnoch vyvinutých z príkladov skutočných hrudiek klienta a následných možností terapie prispôsobenej štýlu pre týchto klientov. Bude to určite potrebné vytvárať partnerstvá s bioinformatikmi, experimentátormi a tiež lekármi priamo tu na U of A, Winthrop P. Rockefeller Cancer Institute na Arkansaskej univerzite pre lekárske vedy v Little Rocku a tiež na iných miestach. "Dúfajme, že zverejnenie tohto článku pomôže naštartovať niektoré z týchto spoluprác," tvrdil Harris.