Dr. Robert Noble, lector de matematică la Școala de Matematică, Informatică și Inginerie din Marea Britanie, consideră că definirea modului sau modelului de evoluție a tumorilor este importantă pentru prognoza clinică și optimizarea tratamentului cancerului.

Dr. Noble și colegii săi din grupul de cercetare au publicat primul studiu care examinează sistematic modul în care structura spațială influențează evoluția tumorii. Pentru a face acest lucru, grupul a dezvoltat un model de calcul care are flexibilitatea de a simula structuri spațiale alternative și tipuri de dispersie celulară. Apoi au efectuat mii de simulări cu structuri și valori diferite ale parametrilor și au comparat rezultatele cu datele recente, de ultimă generație, de secvențiere a ADN-ului de la tumori umane reale.

Echipa a descoperit că structurile spațiale ale tumorilor pot determina evoluția acestora în moduri foarte diferite. Predicțiile modelului computerizat sunt în concordanță cu datele clinice pentru tipurile de cancer cu structuri potrivite.

Dr. Noble spune că una dintre provocările majore în cercetarea cancerului este deducerea proprietăților unei tumori pe baza informațiilor genetice limitate.

„Pentru a înțelege această problemă, luați 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. Puteți să vă dați seama de cât de bună este echipa A față de echipa B, astfel încât să puteți prezice rezultatele viitoarelor competiții? 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 ați încercat mai multe setări diferite, puteți concluziona că posibilitățile de notare cele mai probabile sunt cele pentru care rezultatele simulării seamănă cu rezultatul real al jocului. Deși nu poți fi niciodată sigur care sunt adevăratele probabilități, poți cel puțin să găsești intervalul cel mai probabil”, a adăugat Dr. Noble.

Cu toate acestea, cunoașterea raportului scorului final nu este suficientă. În baschet, de exemplu, este puțin probabil ca o echipă să marcheze de două ori, mai multe puncte decât adversarii, cu excepția cazului în care sunt mult mai buni. În fotbal, în schimb, nu este neobișnuit ca echipa mai bună să piardă cu 1-2 într-o zi. Pentru a face deducții exacte, trebuie să cunoaștem regulile jocului.

Așa cum echipele sportive concurează pentru a câștiga puncte, la fel se întâmplă cu grupurile de celule strâns legate, cunoscute sub numele de clone. Aceste celule concurează pentru spațiul și resursele de care au nevoie pentru a supraviețui și a se înmulți. Oncologii folosesc secvențierea genetică pentru a determina dimensiunile corespunzătoare ale acestor clone atunci când un pacient vine la medic. Dacă o clonă este mai mare decât alta, atunci s-ar putea să fie din cauza faptului că celulele sale au așa-numitele mutații „driver” care le determină să prolifereze mai repede.

Efectul mutațiilor asupra dezvoltării tumorii depinde de modul în care celulele interacționează între ele, mod care este guvernat de structura spațială a tumorii. Așa cum COVID-19 se răspândește mai lent atunci când oamenii stau acasă și evită aglomerația, la fel mutațiile „driver” se răspândesc mai lent în tumori dacă celulele sunt limitate în spații mici și circulația între spații are loc foarte rar. Regulile contează și în acest caz.

Dr. Noble spune că descoperirile dezvăluite în această cercetare „au implicații importante pentru interpretarea datelor genetice despre cancer”.

Un obiectiv major al cercetării în domeniul cancerului este de a defini procesul evolutiv în cadrul tumorilor. “Am arătat că pentru a obține o imagine exactă a ceea ce se întâmplă, trebuie să luăm în considerare structura spațială particulară a fiecărei tumori. Conectând structura arhitecturii tumorale cu modul de evoluție a tumorii, studiul nostru oferă datele pentru o nouă generație de modele, specifice pacientului, care ar putea ajuta la prognozarea progresiei tumorii și optimizarea terapiei”, a adăugat Dr. Noble.

 

Sursă material www.sciencedaily.com.