腫瘤中的細胞是不一樣的;它們可能在生長和治療過程中,有著不同的基因突變和不同的特點。這些差異使得腫瘤的治療非常困難,往往會導致腫瘤復發,以更具侵襲性的細胞為主。最近,Moffitt癌癥中心的研究人員,利用數學模型來描述腫瘤中的這些差異,并希望他們的最新研究結果將帶來更好的治療方法。相關研究結果發表在五月十五日的《Cancer Research》。
Moffitt癌癥中心綜合數學腫瘤學系(IMO)的應用研究科學家Mark Robsertson-Tessi博士說:“許多腫瘤表現出不同于正常組織的代謝行為;它們消耗更多的營養物質葡萄糖,并產酸作為副產品。這導致了一種酸性環境,腫瘤細胞能夠更好的適應居住在這種環境中,并促進侵襲性細胞的發展。”
Moffitt 癌癥中心IMO的研究人員想確定,腫瘤之間的代謝特性差異,對腫瘤的生長和治療有何影響。他們開發出一種數學模型,檢測腫瘤細胞與周圍正常組織的代謝之間的相互作用。
研究人員發現,在腫瘤中心的細胞可進化到產生更多的酸,比朝向腫瘤外邊緣的細胞具有更高的血糖代謝。這導致中央細胞變得更具侵略性。侵略性細胞往往會前往腫瘤的邊緣,并變得具有侵襲性。
研究人員想確定,治療對腫瘤細胞的代謝和行為有何影響。他們發現,在異質性很高的時候治療腫瘤,可導致朝向腫瘤細胞以外的較少侵略性的細胞層死亡,并使得中央的侵略性細胞變得具有侵襲性。
重要的是,研究人員發現了一個可能的原因――為什么一種治療方法(稱為抗血管生成療法)有時在臨床上沒有療效。抗血管生成療法會阻止血管的生長――腫瘤生長的一個關鍵營養源。原本認為這會剝奪腫瘤的必需營養素,并抑制其生長。研究小組發現,抗血管生成劑不是餓死腫瘤,而是選擇朝向腫瘤中心的細胞,從而產生更積極、更具侵襲性的腫瘤。
該數學模型對于“癌癥如何發展”(通過簡單地研究基因或周圍腫瘤環境不能確定),提供了一個獨特的視角。Moffit 癌癥中心IMO主任Alexander Anderson指出:“我們堅信,只有通過將數學、計算模型與精心的實驗整合,我們才能將癌癥進展的基因中心觀點和微環境中心觀點相結合。”
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