Dynamikken i utviklingen er fullt i spill innenfor miljøet av en svulst, akkurat som de er i skoger og enger, hav og bekker. Dette er utsikten av forskere i en ny tverrfaglig felt som bringer tenker på økologer og evolusjonsbiologer å bære på kreft biologi.
Innsikt fra sitt arbeid kan ha dyptgripende implikasjoner for å forstå hvorfor dagens kreftbehandling ofte mislykkes og hvor radikalt nye behandlingsformer kan være utviklet.
En gjennomgang av forskere ved The Wistar Institute of aktuell forskning på dette nye feltet, publisert online 16. november vises i desemberutgaven av tidsskriftet Nature Anmeldelser Cancer.
"En svulst celle befolkning er i stadig utvikling gjennom naturlig utvalg", sier Carlo C. Maley, Ph.D., assisterende professor i molekylær og Cellular Oncogenesis Program ved Wistar som egen forskning fokuserer på dette området. Han er senior forfatter på den nye anmeldelsen. "The mutasjoner som gagner overlevelse og reproduksjon av celler i en svulst er de tingene som driver det mot malignitet.
"Evolution er også kjøring terapeutisk motstand," Maley legger. "Når du søker kjemoterapi til en befolkning på kreftceller, vil du ganske sannsynlig å ha en motstandsdyktig mutant sted i at befolkningen milliarder eller billioner av celler. Dette er det sentrale problemet i onkologi. Grunnen til at vi ikke har kunnet å kurere kreft, er at vi velger for resistente kreftceller. Når vi spray et felt med plantevernmidler, velger vi for resistente skadedyr. Det er den samme ideen. "
Maley bemerker at det er tre nødvendige og tilstrekkelige forutsetninger for naturlig seleksjon å skje og at alle blir møtt i en befolkning på kreftceller. Det første kravet er at det er variasjon i befolkningen. Denne variasjonen er tydelig i svulster, som er en mosaikk av mange forskjellige genetiske mutanter.
Det andre vilkåret er at variasjon må være arvelig. Også dette kan sees i en tumor-celle befolkningen. Når mutant tumor celler deler seg å replikere, datter celler har samme mutasjoner.
Den siste betingelsen er at variasjonen har å påvirke kondisjon, overlevelse og reproduksjon av cellene. Alle egenskaper som anses som kjennetegner kreft påvirker fitness, ifølge Maley. Blant disse er at kreftceller ikke lenger akt normal vekst hemming signaler i sitt miljø, de ikke lenger krever en ekstern signal å dele seg som friske celler gjør, og de er i stand til å undertrykke en viktig sett med interne instrukser som krever celler til å ødelegge seg selv når deres gener er muterte hinsides reparasjon. Denne beskyttende celle-selvmord programmet gjennomføres av normale celler er kjent som apoptose.
Seeing en svulst i lys av dette åpner et vindu på nye terapeutiske strategier.
"Det er ikke bare en metafor for å si svulst celle populasjoner er i utvikling," Maley sier. "Evolution som skjer i svulsten. Så la oss tenke på hvordan vi kan ønske å påvirke at evolusjon. Kan vi presse den ned baner som kan være mer gunstig for oss?"
En idé kan være å utvikle nye medikamenter som ville fungere som benign celle boosters. Slike medikamenter vil spesifikt retter seg mot mer godartede celler i en svulst for å øke deres relative fitness over sine ondartet naboer. Dette gir godartede cellene til å utkonkurrere de ondartede celler, som fører til en mindre aggressiv, mindre farlige tumor.