Ученые в режиме реального времени наблюдают за развитием рака

От амеб до зебр эволюционируют все живые существа. Они меняются со временем, поскольку давление со стороны окружающей среды приводит к тому, что люди с определенными чертами становятся более распространенными в популяции, в то время как люди с другими чертами становятся менее распространенными.


Рак ничем не отличается. В растущей опухоли раковые с лучшей способностью бороться за ресурсы и противостоять стрессовым факторам окружающей среды будут преобладать по частоте. Это «выживание сильнейшего» в микроскопическом масштабе.

Но фитнес – насколько хорошо тот или иной человек приспособлен к своему окружению – не высечен на камне; он может измениться при изменении окружающей среды. Раковые клетки, которые могут лучше всего себя чувствовать в среде, насыщенной химиотерапевтическими препаратами, скорее всего, будут отличаться от тех, которые будут процветать в среде без этих препаратов. Таким образом, прогнозирование того, как опухоли будут развиваться с течением времени, особенно в ответ на лечение, является серьезной проблемой для ученых.

Новое исследование, проведенное учеными Memorial Sloan Kettering в сотрудничестве с исследователями из Университета Британской Колумбии / Британской Колумбии по раку в Канаде, предполагает, что однажды, возможно, удастся сделать такие прогнозы. Исследование, опубликованное 23 июня 2021 года в журнале ПриродаРуководили вычислительным биологом MSK Сохрабом Шахом и исследователем рака молочной железы Британской Колумбии Сэмюэлем Апарисио. Ученые показали, что подход машинного обучения, основанный на принципах популяционной генетики, которые описывают, как меняются с течением времени, может точно предсказать, как будут развиваться опухоли рака груди у человека.

«Популяционные генетические модели эволюции хорошо согласуются с раком, но по ряду практических причин было сложно применить их к эволюции настоящего рака человека», – говорит доктор Шах, руководитель отдела вычислительной онкологии в MSK. «В этом исследовании мы показываем, что некоторые из этих барьеров можно преодолеть».

В конечном счете, этот подход может предоставить средства для прогнозирования того, перестанет ли опухоль пациента реагировать на конкретное лечение, и определить клетки, которые могут быть ответственны за рецидив. Это может означать, что индивидуализированные методы лечения будут проводиться в оптимальное время для получения лучших результатов для людей, больных раком.

Трифект инноваций

Чтобы сделать эти выводы возможными, объединились три отдельных нововведения. Во-первых, использовались реалистичные модели рака, называемые ксенотрансплантатами пациентов, которые представляют собой раковые опухоли человека, которые были удалены у пациентов и трансплантированы мышам. Ученые неоднократно анализировали эти модели опухолей в течение длительного периода времени до трех лет, исследуя эффекты химиотерапии на основе платины и отмены лечения.

«Исторически эта область была сосредоточена на эволюционной истории рака на основе одного снимка», – говорит доктор Шах. «Такой подход изначально подвержен ошибкам. Делая много снимков с течением времени, мы можем получить гораздо более четкую картину».

0 Комментарий
Inline Feedbacks
View all comments