Hvordan hjernetumorer tilpasser sig gennem komplekse økosystemer

På trods af fremskridt inden for medicinsk teknologi og en konstant udviklende forståelse af mekanismerne bag kræftfremgang, står forskere og klinikere over for en lang række udfordringer på vejen til at finde en kur mod de mest aggressive former for kræft. Dette gælder især for glioblastoma multiforme, den mest almindelige og mest aggressive form for human hjernekræft.

Glioblastom er universelt dødelig. Nogle af de mest ødelæggende kendetegn ved disse tumorer, såsom ukontrolleret og invasiv vækst i sundt væv, gør denne form for hjernekræft meget vanskelig at behandle. Ubehandlede personer, der er ramt, overlever typisk kun et par måneder. Den nuværende guldstandard for behandling er en kombination af kirurgi, kemoterapi og strålebehandling, men det forlænger sjældent patienternes overlevelse ud over to år da mere resistente tumorer altid vokser tilbage. Cellernes evne til at tilpasse sig, udvikle sig og unddrage sig gør det muligt for hårdere tumorceller at udvikle forsvarsmekanismer mod konventionel behandling.

Kræftceller er lige så unikke som snefnug

For at forstå, hvordan glioblastomtumorer kan udvikle sig til at blive mere resistente, er det vigtigt at genkende hjernetumorer ikke som ensartede væv, men som komplekse populationer af forskellige, dynamiske og transformerende celletyper.

 

I sunde væv regulerer et koordineret system af molekyler tæt hastigheden af ​​celledeling og ekspression af gener som reaktion på miljømæssige signaler. I kræftceller bliver dette maskineri kompromitteret, og cellerne begynder at dele sig ukontrolleret og opbygge genetiske mutationer. Efterhånden som cellerne formerer sig, udvikler afkommets genetiske identitet sig med hver ny deling.


 Få det nyeste via e-mail

Ugeblad Daglig inspiration

Vi finder også flere og flere beviser for, at glioblastomtumorer vedligeholdes af en lille cache af kræftstamceller. Disse er langsomt delende, hårdføre celler, som er i stand til at transformere sig til mange forskellige celletyper under de rette betingelser og genopbygge tumorer med nye celler med forskellig genetisk profil.

Mange af disse celletyper har egenskaber til overlevelse. Hurtigt delende celler kan undslippe kirurgisk behandling, for eksempel ved at vokse og replikerer dybere ind i hjernen hvor et mere tilladt miljø giver dem mulighed for at udvide med færre trusler mod deres velvære. Disse undslupne celler diffunderer ofte over hjernen ved at kapre og migrere langs blodkarrene. Denne invasion og migration placerer en buffer af sundt væv mellem tumormassen og kirurgens skalpel.

Kirurgi kan også modstås gennem en proces kendt som angiogenese, som er produktionen af ​​nye blodkar signaleret af tumorceller at sikre nye ernæringsforsyningslinjer. Mange celler i tumoren har en værktøjskasse af gener til at signalere til disse nye forsyninger.

Nogle hjernetumorceller udtrykker også gener såsom MGMT, som giver mulighed for at reparere kemoterapi-induceret DNA-skade og omgå programmeret celledød. Overvejer det temozolomid, det nuværende lægemiddel, der bruges til at behandle glioblastom, virker ved at beskadige DNA gennem en proces kendt som methylering, celler, der er MGMT-positive, kan modstå lægemidlets virkninger. Efterhånden som let eksponerede tumorceller og dem, der er følsomme over for lægemidler og stråling, luges ud, udvælges celler med disse overlevelsestræk til ekspansion og kan blive den dominerende celletype i en tumormasse.

Tumorer er larmende økosystemer

Ved at sammenligne tumorlandskabet med et økosystem kan vi anvende en evolutionær model tilpasningsevne, miljømæssigt pres og udvælgelse. I et økosystem konkurrerer adskillige arter af plante- og dyreliv om begrænsede ressourcer og opretholder en dynamisk skiftende magtbalance. Hvis vi blander os med én art, kan en konkurrent arve en større del af ressourcerne og have mere plads til at sprede sig.

 

Disse principper kan anvendes på tumorhabitatet, da forskellige cancercelletyper konkurrerer om plads i hjernen. Tilsvarende følger celler i et tumorøkosystem mønstre, der ligner den darwinistiske model for naturlig selektion. Delende celler kan producere afkom med mutationer, der udstyrer dem med værktøjer til at fremme produktionen af ​​nye blodkar og dele sig hurtigere. Dette giver dem en konkurrencefordel til at sikre ressourcer og succesfuldt reproducere.

Næste generations behandlinger

En opdateret forståelse af kræftmiljøet i hjernen kan fremme opdagelsen af ​​nuancerede behandlingsmuligheder i fremtiden. En sådan strategi ville være at minimere tumorudviklingen ved at holde celler i en langsomt delende og behandlingsresponsiv tilstand i stedet for at målrette dem til generel udryddelse. For at denne strategi kan realiseres, kunne kliniske forskere undersøge nye måder at standse glioblastomprogression på ved at gå ind på og manipulere med maskineriet, der tillader tumorceller at tilpasse sig deres økosystem.

A nylig undersøgelse brugte computermodeller af genomkort fra Cancer Genome Atlas Project at identificere mål såsom ERBB2 eller EGFR, for hvilke kræftlægemidler eller behandlinger allerede er tilgængelige i øjeblikket eller undergår kliniske forsøg. Mange af disse mål er velkendte i kræftforskningen som værktøjer, der udnyttes af tumorceller til at udvikle en konkurrencefordel.

At fokusere på disse mål kan give mulighed for at blokere signalegenskaberne for mere aggressive egenskaber uden at dræbe cellerne og give mere plads til en udfordrer. Dette ville i det væsentlige fjerne en del af tumorcellerne uden at bringe økosystemet alvorligt i ubalance.

Der er sket en række spændende udviklinger inden for området immunterapi og personaliseret medicin gennem hel-genom-sekventering, men denne teknologi er meget i sin vorden. En strategi, hvor glioblastomcellepopulationen holdes doven og beroliges i stedet for larmende og konkurrencedygtig, kan supplere nuværende behandlinger for at forbedre livskvaliteten for patienter. En sådan tilgang kunne købe patienterne nogle år mere, mens vi udvikler og forfiner næste generations behandling.

The Conversation

Darren Ó hailín er ph.d.-kandidat i molekylær medicin ved Freiburg University .

Denne artikel blev oprindeligt offentliggjort den The Conversation. Læs oprindelige artikel.

TILGÆNGELIGE SPROG

Engelsk Afrikaans Arabic Kinesisk (forenklet) Kinesisk (traditionelt) Dansk Hollandsk filipino finnish fransk tysk græsk hebraisk Hindi Ungarsk indonesisk italiensk japansk Korean Malay Norwegian persisk polsk portugisisk rumænsk russisk spansk Swahili Svensk Thai tyrkisk ukrainsk Urdu vietnamesisk

følg InnerSelf på

facebook ikontwitter-ikonyoutube-ikoninstagram ikonpintrest ikonrss ikon

 Få det nyeste via e-mail

Ugeblad Daglig inspiration

Nye holdninger - nye muligheder

InnerSelf.comClimateImpactNews.com | InnerPower.net
MightyNatural.com | WholisticPolitics.com | InnerSelf Marked
Copyright © 1985 - 2021 InnerSelf-publikationer. Alle rettigheder forbeholdes.