Modellering av cancer med hjälp av ekologiska principer
Nya arter som invaderar ett befintligt ekosystem har bokstavligen samma inverkan som en cancer som metastaserar. I en ny studie använde forskare Tilman-modellen av konkurrens mellan invasiva arter för att undersöka metastaser av prostataceller i ben. Forskningen publiceras i BioMed Centers öppna åtkomsttidskrift Teoretisk biologi och medicinsk modellering.
Varje år i USA omkring 40 000 män vars kirurgi eller strålbehandling för prostatacancer ansetts framgångsrika kommer att utveckla oåterkalllig metastas i sina ben. Cancercellerna attackerar, ibland efter år av att ligga vilande, benmärgen och kämpa med hematopoetiska stamceller, så småningom ta över benmikromiljön.
Tilman-modellen, skapad av G. David Tilman, analyserar en rad olika faktorer av invasion av arter i ett ekosystem. Från University of Michigan växlade Kun-Wan Chen och Kenneth J. Pienta steg i hur cancer utvecklas i Tilman-ekvationerna. När cancercellerna har multiplicerat och genomgått genetisk mutation (ekvivalent med utvecklingen) lämnar de prostata in i cirkulationen där de förblir ett tag innan de invaderar benvävnaden.
När cancercellerna är i benet finns det en "fördröjningsperiod" medan de blir etablerade. Med tiden börjar de att multiplicera och konkurrera med de hematopoetiska stamcellerna.
Kun-Wan Chen sa:
"De invaderande cancercellerna kan betraktas som flera arter, och de hårdaste mutanterna blir dominanta och multiplicera. Till sist finns det en stor inverkan på biosfären (mänsklig värd)."
Prof Pienta sa:
"Förödande ekologiska invasioner är välkända. Till exempel har införandet av husdjur till Mauritius resulterat i utrotning av dodo och Caulerpa taxifolia, en muterad dödsalger, plagerar Medelhavet. Cancermetastaser följer en liknande väg som för ekologiska invasioner och vår anpassning Av Tilman-ekvationerna visar hur invaderande cancerceller kan förstöra den normala kroppens livsmiljö. Användning av ekologisk modellering kan hjälpa oss att förstå komplexa biologiska metastaser."
Why toddlers are smarter than computers | Gary Marcus | TEDxCERN (Video Medicinsk Och Professionell 2023).
