Исследователи онкологического центра Моффитта используют интегративные подходы к изучению рака, сочетая математическое и вычислительное моделирование с экспериментальными и клиническими данными. Использование интегративных подходов позволяет ученым изучать и моделировать прогрессирование рака способом, который обычные экспериментальные системы не могут сделать.
Александр Андерсон, Ph.D., заведующий кафедрой комплексной математической онкологии (ИМО) и Марк Робертсон-Тесси, научный сотрудник ИМО, недавно опубликовали комментарий об интегративном подходе, используемом для изучения неоднородности рака.
Рак – это гетерогенное заболевание с генетическими вариациями, возникающими между разными типами опухолей и разными пациентами. Что еще более важно, гетерогенность также существует среди клеток одной опухоли. Эта неоднородность чрезвычайно затрудняет лечение рака, а также может привести к устойчивости к терапевтическим средствам.
Андерсон и Робертсон-Тесси объяснили, что для разработки более эффективных терапевтических подходов ученым важно определить эти вариации и то, как они приводят к росту и инвазии опухоли. Они описали новую теорию, названную "Большой взрыв" модель неоднородности рака, разработанная исследователями из Университета Южной Калифорнии.
Традиционная модель неоднородности опухоли предполагает, что последовательные мутации с течением времени приводят к появлению более приспособленных клеток, которые продолжают расти и захватывают опухоль – так называемая модель клональной селекции. Напротив, модель Большого взрыва предполагает, что для некоторых опухолей мутации происходят на ранней стадии развития, когда опухоли меньше. Этот тип гетерогенности часто встречается в опухолях, которые не ограничены пространством и имеют много места для роста и расширения, например, колоректальный рак.
По мнению ученых Моффитта, этот сдвиг парадигмы может иметь серьезные последствия для лечения рака, который развивается аналогично колоректальному раку. После лечения рака доминантные клетки могут умереть первыми, а другие клетки, которые изначально были не в таком состоянии, могут оказаться более способными конкурировать за необходимое пространство и питательные вещества, а также продолжить рост и захватить опухоль.
"Понимание того, как меняется гетерогенность при лечении, является ключом к контролю над появлением агрессивных и устойчивых клонов после терапии," объяснил Андерсон. Однако современные терапевтические подходы, которые лечат опухоль до тех пор, пока не разовьется резистентность, игнорируют тот факт, что опухоль может измениться во время лечения.
Исследование Университета Южной Калифорнии "представляет собой реальную возможность для онкологического сообщества, которое включает комплексный подход к пониманию прогрессирования рака и разработке методов лечения, которые используют эволюцию, а не игнорируют ее," сказал Андерсон. Комплексные подходы, разрабатываемые и используемые в Moffitt, играют важную роль в постоянном улучшении нашего понимания прогрессирования рака и разработке новых методов лечения рака.
Комментарий был опубликован в номере журнала Nature Genetics от 9 февраля.