Un grup de oameni de ştiinţă din Marea Britanie şi Elveţia au publicat primul studiu care examinează sistematic modul în care structura spaţială a celulelor în tumori influenţează evoluţia cancerului. Cercetătorii cred că modul, modelul de organizare şi configuraţia tumorii joacă un rol important pentru prognoza clinică şi optimizarea tratamentului cancerului.
Pentru acest studiu, specialiştii au dezvoltat un model computaţional care are flexibilitatea de a simula structuri spaţiale alternative şi tipuri de dispersie celulară. Cercetătorii au rulat mii de simulări cu diferite structuri şi valori ale parametrilor şi au comparat rezultatele cu datele recente, de ultimă generaţie, de secvenţiere a ADN-ului din tumori umane reale.
Echipa a descoperit că diferitele organizări spaţiale ale tumorilor le pot determina să evolueze în moduri foarte diferite. Predicţiile modelului computerizat au fost în concordanţă cu datele clinice pentru tipurile de cancer care prezentau aceleaşi structuri.
Dr. Robert Noble, lector la Universitatea de Matematică, Informatică şi Inginerie (SMCSE) din Londra, care a lucrat împreună cu grupul de cercetare al profesorului Niko Beerenwinkel de la ETH Zurich, spune că una dintre provocările majore în cercetarea cancerului "este deducerea proprietăţilor unei tumori bazate pe informaţii genetice limitate. Pentru a înţelege această problemă, luaţi în considerare o analogie sportivă. Să presupunem că vi se spune doar că, într-un joc în care se confruntă două echipe, echipa A a marcat de două ori mai des decât echipa B. Puteţi să vă daţi seama de cât de bună este echipa A faţă de echipa B, astfel încât să puteţi prezice rezultatele viitoarelor competiţii? O modalitate de a răspunde la această întrebare este utilizarea unui model computerizat, în care fiecărei echipe i se atribuie o probabilitate de notare la fiecare încercare. După ce aţi încercat mai multe setări diferite, puteţi concluziona că posibilităţile de notare cele mai probabile sunt cele pentru care rezultatele simulării seamănă cu rezultatul real al jocului. Deşi nu poţi fi niciodată sigur care sunt adevăratele probabilităţi, poţi cel puţin să găseşti intervalul cel mai probabil".
În orice caz, cunoaşterea raportului scorului final nu este suficient. În baschet, de exemplu, este puţin probabil ca o echipă să marcheze de două ori mai multe puncte decât adversarii, cu excepţia cazului în care sunt mult superiori. În fotbal, în schimb, nu este neobişnuit ca echipa mai bună să piardă cu 1-2 într-o zi cu ghinion. Pentru a face deducţii exacte, trebuie să cunoaştem regulile jocului, spune dr. Noble.
La fel cum echipele sportive concurează pentru a obţine puncte, la fel se întâmplă şi în în tumori, în grupurile de celule înrudite - cunoscute sub numele de clone: celulele concurează pentru spaţiul şi resursele de care au nevoie pentru a supravieţui şi a se înmulţi. Oncologii folosesc secvenţierea genetică pentru a determina dimensiunile corespunzătoare ale acestor clone atunci când un pacient vine la clinică. Când o clonă este mai mare decât alta, acest lucru s-ar putea datora faptului că celulele sale au aşa-numitele mutaţii „driver“ - acele anomalii genetice care au un rol major în iniţierea şi în progresia dezvoltării tumorale - care le determină să prolifereze mai repede, explică dr. Noble.
Efectul mutaţiilor asupra dezvoltării tumorii depinde de modul în care celulele interacţionează între ele, mod care este guvernat de structura spaţială a tumorii. La fel cum coronavirusul se răspândeşte mai lent atunci când oamenii stau acasă şi evită aglomeraţiile, aşa şi mutaţiile „driver“ se răspândesc mai lent în tumori dacă celulele sunt limitate în spaţii mici şi circulaţia între spaţii are loc foarte rar. Şi în acest joc, regulile contează, spune cercetătorul.
Dr. Noble spune că descoperirile prezentate în recentul studiu "au implicaţii importante în interpretarea datelor genetice ale cancerului".
Unul dintre obiectivele majore ale cercetării moderne în domeniul cancerului îl reprezintă caracterizarea procesului evolutiv în cadrul tumorilor. Am arătat că pentru a obţine o imagine exactă a ceea ce se întâmplă, trebuie să ţinem cont de structura spaţială specifică a fiecărei tumori. Conectând structura arhitecturii tumorale cu modul de evoluţie a tumorii, studiul noastră oferă datele pentru o nouă generaţie de modele, specifice pacientului, care ar putea ajuta la prognozarea progresiei tumorii şi optimizarea terapiei, a concluzionat dr. Noble.
