Examinando sistemáticamente la forma en que la estructura espacial influye en la evolución del cáncer
Crédito: City University London
Dr. Robert Noble, profesor de Matemáticas en la Facultad de Matemáticas, Ciencias de la Computación e Ingeniería (SMCSE) cree que caracterizar la forma, el modo o el patrón de evolución de los tumores es importante para el pronóstico clínico y la optimización del tratamiento del cáncer.
Dra. Noble y sus colegas en el grupo de investigación del profesor Niko Beerenwinkel en ETH Zurich, han publicado un nuevo estudio en Nature Ecology & Evolution, que es el primero en examinar sistemáticamente cómo la estructura espacial influye en la evolución del tumor.
Para hacer esto, el grupo desarrolló un modelo computacional con la flexibilidad para simular estructuras espaciales alternativas y tipos de dispersión celular. Luego realizaron miles de simulaciones con diferentes estructuras y valores de parámetros y compararon los resultados con datos recientes de secuenciación de ADN de última generación de tumores humanos reales.
El equipo encontró que las diversas estructuras espaciales de los tumores humanos pueden hacer que evolucionen de maneras muy diferentes. Las predicciones del modelo de computadora son consistentes con los datos clínicos para tipos de cáncer con estructuras coincidentes.
Dr. Noble dice que uno de los mayores desafíos en la investigación del cáncer «es inferir las propiedades de un tumor con base en información genética limitada. Para comprender este problema, considere una analogía deportiva. Suponga que solo le dicen eso en un juego de cabeza a cabeza. , el equipo A anotó el doble de veces que el equipo B. ¿Puedes averiguar cuánto mejor es el equipo A que el equipo B, para que puedas predecir los resultados de futuros concursos?»
«Una forma de responder esta pregunta es usar un modelo de computadora, en el que a cada equipo se le asigna una probabilidad de anotar en cada intento. Después de probar muchas configuraciones diferentes, puede concluir que las probabilidades de anotar más probables son aquellas para las cuales los resultados de la simulación se asemejan al resultado real del juego. Aunque nunca puedes estar seguro de cuáles son las verdaderas probabilidades, al menos puedes encontrar sus rangos más probables».
Sin embargo, conocer la proporción de las puntuaciones finales no es suficiente. En el baloncesto de alto puntaje, por ejemplo, es poco probable que un equipo anote el doble de puntos que sus oponentes a menos que sean muy superiores. En el fútbol, por el contrario, no es raro que el mejor equipo pierda 2-1 por un golpe de mala suerte. Para hacer inferencias precisas, debe conocer las reglas del juego.
Al igual que los equipos deportivos compiten para sumar puntos, grupos de células estrechamente relacionadas, conocidas como clones, compiten dentro de los tumores por el espacio y los recursos que necesitan para sobrevivir. y multiplicar Los oncólogos utilizan la secuenciación genética para determinar los tamaños relativos de estos clones cuando un paciente acude a la clínica. Si un clon es más grande que otro, podría deberse a que sus células tienen las llamadas mutaciones «conductoras» que hacen que proliferen más rápido.
Pero el efecto de las mutaciones en el desarrollo del tumor depende de cómo interactúan las células con entre sí, que se rige por la estructura espacial del tumor. Así como el coronavirus se propaga más lentamente cuando las personas se quedan en casa y evitan mezclarse, las mutaciones impulsoras se propagan más lentamente dentro de los tumores si las células están confinadas en parches pequeños, con solo un movimiento raro entre parches. Las reglas también importan en este juego.
Dr. Noble dice que los descubrimientos revelados en el trabajo de investigación reciente «tienen implicaciones importantes para interpretar los datos genéticos del cáncer».
Un objetivo principal de la investigación moderna del cáncer es caracterizar el proceso evolutivo dentro de los tumores. Hemos demostrado que para obtener una imagen precisa de lo que sucede, debe tener en cuenta la estructura espacial particular de cada tumor. Al conectar mecánicamente la arquitectura del tumor con el modo de evolución del tumor, nuestro trabajo proporciona el modelo para una nueva generación de modelos específicos de pacientes para pronosticar la progresión del tumor y optimizar la terapia.
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Los científicos descubren que la forma en que crecen los tumores afecta su genética Más información: Robert Noble et al, La estructura espacial gobierna el modo de evolución del tumor, Nature Ecology & Evolution (2021) . DOI: 10.1038/s41559-021-01615-9 Información de la revista: Nature Ecology & Evolution
Proporcionado por City University London Cita: Examinar sistemáticamente la forma en que la estructura espacial influye the evolution of cancer (2022, 14 de enero) recuperado el 29 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2022-01-systematically-spatial-evolution-cancer.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.