複雑な生態系を通して脳腫瘍がどのように適応するか

医療技術の進歩と癌進行のメカニズムの絶えず進化する理解にもかかわらず、研究者と臨床医は癌の最も攻撃的な形態の治療法を見つけることへの道に沿って多くの課題に直面しています。 これは特に、多形性膠芽腫、最も一般的で最も攻撃的な形態のヒト脳腫瘍に当てはまります。

膠芽腫は世界的に致命的です。 健康な組織への制御されていない侵襲的な増殖など、これらの腫瘍の最も破壊的な特徴のいくつかは、この種の脳腫瘍の治療を非常に困難にしています。 影響を受けたままの未治療の人々は、通常数ヶ月しか生存しません。 治療のための現在のゴールドスタンダードは手術、化学療法および放射線療法の組み合わせですが、これは患者の生存を延長することはめったにありません 2年以上 より抵抗性の腫瘍は常に成長します。 細胞が適応し、進化し、そして回避する能力は、より硬い腫瘍細胞が従来の治療に対する防御機構を開発することを可能にする。

癌細胞は雪と同じくらいユニークです

グリオブラストーマ腫瘍がどのように進化してより耐性になるかを理解するためには、脳腫瘍を均一な組織としてではなく、多様で動的かつ形質転換する細胞型の複雑な集団として認識することが重要です。

 

健康な組織では、分子の協調システムが環境の合図に反応して細胞分裂の速度と遺伝子の発現を厳密に調節します。 癌細胞では、この機構は危険にさらされ、細胞は制御不能に分裂し始め、そして遺伝的変異を蓄積する。 細胞が再生するにつれて、子孫の遺伝的同一性はそれぞれの新しい分裂と共に進化する。


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また、神経膠芽細胞腫の腫瘍が小さなキャッシュによって維持されているという証拠も増えています。 がん幹細胞。 これらはゆっくりと分裂し、丈夫な細胞であり、適切な条件下で多くの異なる細胞型に形質転換し、多様な遺伝的プロファイルの新しい細胞で腫瘍を再構築することができます。

これらの細胞型の多くは生存のための形質を持っています。 急速に分裂している細胞は、例えば成長することによって外科的治療を免れることができる。 脳の奥深くまで複製する より許容される環境では、彼らは彼らの幸福へのより少ない脅威で拡大することができます。 これらのエスケープ細胞は、血管をハイジャックして血管に沿って移動することによって、脳全体に拡散することがよくあります。 この浸潤および移動は、腫瘍塊と外科医のメスとの間に健康な組織の緩衝液を配置する。

手術は血管新生として知られているプロセスを通して抵抗することもできます。これは腫瘍細胞によって知らされる新しい血管の生成です。 新しい栄養供給ラインを確保します。 腫瘍内の多くの細胞は、これらの新しい供給を知らせるための遺伝子のツールボックスを持っています。

いくつかの脳腫瘍細胞もまた発現する MGMTなどの遺伝子、化学療法誘発性のDNA損傷およびバイパスプログラム細胞死を修復する能力を付与します。 ことを考えると テモゾロマイド膠芽腫の治療に現在使用されている薬物は、メチル化として知られるプロセスを介してDNAを損傷することで作用します。MGMT陽性の細胞は薬物の効果に抵抗することができます。 容易に暴露される腫瘍細胞ならびに薬物および放射線に感受性のものは除かれるので、これらの生存形質を有する細胞は増殖のために選択され、そして腫瘍塊内の優勢な細胞型になり得る。

腫瘍は乱暴な生態系です

生態系への腫瘍の風景を比較することにより、我々は適用することができます 進化モデル 適応性、環境圧力および選択の。 生態系では、動植物と動物の生命の多くの種が限られた資源を奪い合い、力の動的に変化するバランスを維持します。 私たちが1つの種に干渉するならば、競合他社はより多くの資源を受け継ぎ、広がる余地をより多く持つ可能性があります。

 

異なる癌細胞型が脳内の空間を奪い合うので、これらの原理は腫瘍生息地に適用することができる。 同様に、腫瘍生態系内の細胞は、ダーウィンの自然淘汰モデルに似たパターンをたどります。 細胞を分裂させることは、新しい血管の産生を促進し、より急速に分裂するための道具をそれらに付与する突然変異を有する子孫を産生し得る。 これは彼らに資源を確保し、首尾よく再生する競争力を与えます。

次世代トリートメント

脳腫瘍環境の最新の理解は、将来的に微妙な治療選択肢の発見を促進するかもしれません。 そのような戦略の1つは、細胞を一般的な根絶のために標的とするのではなく、細胞をゆっくり分裂しかつ治療反応性のある状態に保つことによって腫瘍の進化を最小限に抑えることであろう。 この戦略が実現されるためには、臨床研究者は腫瘍細胞が彼らの生態系に順応することを可能にする機構に帰着し、それを改ざんすることによって膠芽腫の進行を止めるための新しい方法を調査することができる。

A 最近の研究 からゲノムマップの使用されたコンピュータモデル 癌ゲノムアトラスプロジェクト ERBB2やEGFRのような抗がん剤や治療法が現在利用可能であるか臨床試験を受けているターゲットを特定すること。 これらの標的の多くは、競争上の優位性を生み出すために腫瘍細胞によって利用されるツールとして癌研究においてよく知られている。

これらの標的に焦点を合わせることは、細胞を殺しそして挑戦者により多くのスペースを提供することなく、より攻撃的な形質についてのシグナリング能力をブロックする機会を提示するかもしれない。 これは、本質的に生態系を不均衡にすることなく、腫瘍細胞の一部を解くことになるだろう。

以下の分野で多くのエキサイティングな開発が行われました。 免疫療法 及び オーダーメイド医療 全ゲノムシークエンシングを通じて、しかしこの技術はまだその初期の段階にあります。 神経膠芽腫細胞集団が乱暴で競争的というよりもむしろ怠惰で繁殖している戦略は、患者の生活の質を改善するための現在の治療を補完し得る。 このようなアプローチでは、次世代の治療法を開発し改良する一方で、さらに数年で患者を買う可能性があります。

会話

DarrenÓhAilínはフライブルク大学の分子医学の博士号候補です。 .

この記事は、最初に公開された 会話。 読む 原著.

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