Hoe hersentumoren zich aanpassen aan complexe ecosystemen

Ondanks de vooruitgang in medische technologie en een zich voortdurend ontwikkelend begrip van de mechanismen van kankerprogressie, worden onderzoekers en clinici geconfronteerd met een reeks uitdagingen op weg naar het vinden van een remedie voor de meest agressieve vormen van kanker. Dit geldt met name voor Glioblastoma Multiforme, de meest voorkomende en meest agressieve vorm van kanker bij de mens.

Glioblastoom is universeel dodelijk. Enkele van de meest destructieve kenmerken van deze tumoren, zoals ongecontroleerde en invasieve groei in gezonde weefsels, maken deze vorm van hersenkanker zeer moeilijk te behandelen. Behandelde onbehandelde getroffenen overleven meestal maar een paar maanden. De huidige gouden standaard voor behandeling is een combinatie van chirurgie, chemotherapie en bestralingstherapie, maar dit verlengt zelden het overleven van de patiënt langer dan twee jaar als meer resistente tumoren altijd teruggroeien. Het vermogen van cellen om zich aan te passen, te evolueren en te ontwijken, stelt hardere tumorcellen in staat verdedigingsmechanismen tegen conventionele behandelingen te ontwikkelen.

Kankercellen zijn net zo uniek als sneeuwvlokken

Om te begrijpen hoe glioblastoomtumoren kunnen evolueren om resistenter te worden, is het belangrijk hersentumoren niet als uniforme weefsels te herkennen, maar als complexe populaties van diverse, dynamische en transformerende celtypen.

 

In gezonde weefsels regelt een gecoördineerd moleculenysteem de snelheid van celdeling en expressie van genen in reactie op omgevingsfactoren. In kankercellen raken deze machines aangetast en beginnen de cellen ongecontroleerd te delen en genetische mutaties op te bouwen. Terwijl de cellen zich reproduceren, evolueert de genetische identiteit van het nageslacht met elke nieuwe verdeling.


 Ontvang de nieuwste via e-mail

Wekelijks tijdschrift Dagelijkse inspiratie

We vinden ook steeds meer aanwijzingen dat glioblastoma tumoren worden onderhouden door een kleine cache van kankerstamcellen. Dit zijn langzaam verdelende, winterharde cellen die in staat zijn om onder de juiste omstandigheden in veel verschillende celtypen te transformeren en tumoren opnieuw op te bouwen met nieuwe cellen met een divers genetisch profiel.

Veel van deze celtypen hebben eigenschappen om te overleven. Snel delende cellen kunnen aan chirurgische behandeling ontsnappen, bijvoorbeeld door te groeien en zich dieper in de hersenen repliceren waar een meer toelaatbare omgeving hen toestaat uit te breiden met minder bedreigingen voor hun welzijn. Deze ontsnapte cellen diffunderen vaak door de hersenen door kaping en migratie langs de bloedvaten. Deze invasie en migratie plaatst een buffer van gezond weefsel tussen de tumormassa en het scalpel van de chirurg.

Chirurgie kan ook worden weerstaan ​​door een proces dat bekend staat als angiogenese, wat de productie is van nieuwe bloedvaten die worden gesignaleerd door tumorcellen. om nieuwe voorraad voeding lijnen veilig te stellen. Veel cellen in de tumor hebben een toolbox met genen om aan te geven voor deze nieuwe benodigdheden.

Sommige hersentumorcellen brengen ook tot expressie genen zoals MGMTDie geeft de mogelijkheid om door chemotherapie geïnduceerde DNA-schade en bypass geprogrammeerde celdood herstellen. Gezien het feit dat temozolomide, het huidige medicijn dat wordt gebruikt om glioblastoma te behandelen, werkt door DNA te beschadigen door een proces dat bekend staat als methylatie, cellen die MGMT-positief zijn, kunnen de effecten van het medicijn weerstaan. Omdat gemakkelijk blootgestelde tumorcellen en cellen die gevoelig zijn voor geneesmiddelen en straling worden verwijderd, worden cellen met deze overlevingskenmerken geselecteerd op expansie en kunnen ze het dominante celtype binnen een tumormassa worden.

Tumoren zijn lawaaierige ecosystemen

Door het vergelijken van de tumor landschap om een ​​ecosysteem, kunnen we toepassen van een evolutionair model van aanpassingsvermogen, milieudruk en selectie. In een ecosysteem strijden talrijke plant- en diersoorten om beperkte middelen en onderhouden ze een dynamisch verschuivend machtsevenwicht. Als we met één soort interfereren, kan een concurrent een groter deel van de hulpbronnen erven en meer ruimte hebben om zich te verspreiden.

 

Deze principes kunnen worden toegepast op de tumorhabitat, aangezien verschillende kankercellen concurreren om ruimte in de hersenen. Evenzo volgen cellen binnen een tumorecosysteem patronen die lijken op het Darwiniaanse model van natuurlijke selectie. Het verdelen van cellen kan nakomelingen opleveren met mutaties die hen uitrusten met gereedschappen om de productie van nieuwe bloedvaten te bevorderen en sneller te delen. Dit geeft hen een concurrentievoordeel om middelen te beveiligen en met succes te reproduceren.

Volgende generatie behandelingen

Een bijgewerkt begrip van de hersenkankeromgeving kan in de toekomst de ontdekking van genuanceerde behandelingsopties bevorderen. Een dergelijke strategie zou het minimaliseren van de tumorevolutie zijn door cellen in een langzaam opdelende en behandelingsgevoelige toestand te houden in plaats van ze te richten op algemene uitroeiing. Om deze strategie te realiseren, konden klinische onderzoekers nieuwe manieren onderzoeken om de progressie van glioblastomen te stoppen door zich te richten op, en te knoeien met, de machinerie die tumorcellen in staat stelt zich aan te passen in hun ecosysteem.

A recente studie gebruikte computermodellen van genoomkaarten van de Cancer Genome Atlas Project om doelen te identificeren zoals ERBB2 of EGFR waarvoor kankergeneesmiddelen of -behandelingen al beschikbaar zijn of die in klinische proeven worden onderzocht. Veel van deze doelen zijn bekend in kankeronderzoek als hulpmiddelen die door tumorcellen worden gebruikt om een ​​concurrentievoordeel te ontwikkelen.

Het focussen op deze doelen kan een mogelijkheid bieden om de signalering voor agressievere eigenschappen te blokkeren zonder de cellen te doden en meer ruimte te bieden aan een uitdager. Dit zou in wezen een deel van de tumorcellen vernietigen zonder het ecosysteem ernstig uit balans te brengen.

Een aantal spannende ontwikkelingen is op het gebied van immunotherapie en gepersonaliseerde geneeskunde door middel van whole-genome sequencing, maar deze technologie staat nog erg in de kinderschoenen. Een strategie waarbij de glioblastoma-celpopulatie lui en kalm wordt gehouden in plaats van rumoerig en competitief, kan huidige behandelingen aanvullen om de kwaliteit van leven voor patiënten te verbeteren. Zo'n aanpak zou patiënten nog een paar jaar kunnen kopen terwijl we de volgende generatie behandeling ontwikkelen en verfijnen.

The Conversation

Darren Ó hAilín is promovendus in Molecular Medicine aan de universiteit van Freiburg .

Dit artikel is oorspronkelijk gepubliceerd op The Conversation. Lees de originele artikel.

BESCHIKBARE TALEN

het Engels Afrikaans Arabisch Versimpeld Chinees) Chinese traditionele) Deens Nederlands Filippijns Fins Frans Duits Grieks Hebreeuws Hindi Hongaars Indonesian Italiaans Japanse Korean Malay Norwegian Perzisch Pools Portugees Roemeense Russian Spaans swahili Swedish Thai Turks Oekraïens Urdu Vietnamees

volg InnerSelf op

facebook icontwitter iconyoutube iconinstagram pictogrampintrest pictogramrss-pictogram

 Ontvang de nieuwste via e-mail

Wekelijks tijdschrift Dagelijkse inspiratie

Nieuwe attitudes - nieuwe mogelijkheden

InnerSelf.comClimateImpactNews.com | InnerPower.net
MightyNatural.com | WholisticPolitics.com | InnerSelf Market
Copyright © 1985 - 2021 InnerSelf Publications. Alle rechten voorbehouden.