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Opération neuve vers la prévention contre le cancer de compréhension en termes évolutionnaires

Un papier scientifique neuf d'états met une torsion évolutionnaire sur une question classique. Au lieu de demander pourquoi nous obligeons le cancer, le Leonardo Oña de l'université d'Osnabrück et le Michael Lachmann de la théorie de signalisation d'utilisation d'institut de Santa Fe à explorer comment nos fuselages ont évolué pour nous maintenir d'attraper plus de cancer.

Elle n'est pas évidente pourquoi, quand n'importe quel cancer surgit, elle n'apprend pas très rapidement à tirer profit des propres mécanismes de la signalisation du fuselage pour l'accroissement rapide. Après tout, à la différence d'une infection, les cancers peuvent facilement se servir du propre langage chimique du fuselage. « Tout signe que les utilisations de fuselage, une infection doit évoluer pour effectuer, » dit Lachmann. « Si un voleur veut débloquer votre maison, ils doivent figurer à l'extérieur comment sélectionner le blocage sur la trappe. Mais les cellules cancéreuses ont les clavettes à votre maison. Comment vous protégez-vous contre celui ? Comment faites vous se protéger contre un intrus qui connaît tout vous connaissez, et avez tous les outils et clavettes que vous avez ? » Leur réponse : Vous rendez les clavettes très coûteuses pour employer.

Le modèle évolutionnaire d'Oña et de Lachmann indique deux facteurs en notre structure cellulaire qui contrecarrent le cancer : les frais des facteurs de croissance de fabrication (« clavettes ») et la gamme des avantages ont livré aux cellules tout près. Différentes cellules cancéreuses sont maintenues dans la vérification quand il y a un coût énergétique élevé pour produire les facteurs de croissance qui signalent la croissance des cellules. Pour comprendre la dynamique évolutionnaire dans le modèle, les auteurs mettent l'accent sur l'importance de penser à la concurrence entre une cellule cancéreuse de mutant et des cellules environnantes. Quand une cellule de mutant surgit et éteint un signe pour l'accroissement, ce signe fournit également des moyens aux cellules adjacentes et non-mutées. Ainsi, quand les avantages sont distribués à un radius autour de la cellule de signalisation, les cellules de mutant ont une difficulté à l'extérieur-concurrencer leurs voisins et ne peuvent pas obtenir déterminées. Le cancer détruit la capacité de donner le signe.

Le travail représente une application nouvelle de biologie évolutionnaire vers une compréhension de grand-illustration de cancer. Oña et Lachmann tirent le défunt du principe d'handicap d'AMOs Zahavi de biologiste, qui explique comment des systèmes évolutionnaires sont stabilisés contre des « bloqueurs » quand les signes malhonnêtes sont plus coûteux pour produire que l'indemnité qu'ils fournissent. L'arrière élaboré du paon mâle est l'exemple classique d'un signe coûteux - un oiseau malsain n'aurait pas les moyens énergétiques pour élever un arrière élaboré, et ne pourrait pas « truquer ainsi » un signe de leur forme physique évolutionnaire. Par le principe d'handicap, une cellule cancéreuse serait analogue au paon malsain qui ne peut pas se permettre de signaler pour l'attention.

Ainsi comment quelques cellules cancéreuses surmontent-elles ces contraintes évolutionnaires ? Les auteurs précisent que leur modèle adresse seulement le scénario d'un cancer individuel essayant d'envahir une population en bonne santé. Une fois que le cancer a surmonté la chance de l'extinction et a atteint une certaine taille critique, l'autre dynamique règnent.

« Beaucoup de mécanismes semblent avoir évolué pour éviter le cancer - ; du contrôle de système immunitaire, la mort cellulaire, limites sur la prolifération cellulaire, à l'architecture de tissu, » les auteurs écrivent. « Notre modèle étudie seulement l'occasion réduite pour l'invasion. »

Le cancer est incroyablement complexe, et notre modèle est relativement simple. Toujours, nous croyons que c'est une étape importante vers le cancer et la prévention contre le cancer de compréhension en termes évolutionnaires. »

Michael Lachmann, institut de Santa Fe

Source:
Journal reference:

Ona, L & Lachmann, M. (2020) Signalling architectures can prevent cancer evolution. Scientific Reports. doi.org/10.1038/s41598-020-57494-w.