Zespół naukowców, w tym polska badaczka Zuzanna Nowicka z Uniwersytetu Medycznego w Łodzi, opracował innowacyjny model matematyczny, który pozwala lepiej zrozumieć dynamikę wzrostu i rozprzestrzeniania się glejaka wielopostaciowego (Glioblastoma, GBM). To przełomowe osiągnięcie może przyczynić się do opracowania skuteczniejszych metod leczenia tego wyjątkowo agresywnego nowotworu mózgu.
Co to jest nowotwór złośliwy? Kompleksowa baza wiedzy
Innowacyjny model matematyczny pomaga zrozumieć agresywny rozwój glejaka
Glejak wielopostaciowy charakteryzuje się szybkim wzrostem i skłonnością do nawrotów, co sprawia, że jest trudny do całkowitego usunięcia chirurgicznego. Jego progresja zależy od specyficznych warunków mikrośrodowiskowych mózgu, które wpływają na sposób, w jaki komórki nowotworowe się dzielą i migrują. Nowy model matematyczny uwzględnia te złożone interakcje, analizując wpływ ilości materiału genetycznego w komórkach – tzw. ploidii – na rozwój guza.
Ploidia odnosi się do liczby zestawów chromosomów w komórce. Zazwyczaj zdrowe komórki somatyczne mają dwa zestawy chromosomów (diploidalne), ale w komórkach nowotworowych często obserwuje się ich nieprawidłowe zwiększenie (np. do 3 lub 4 zestawów), co może prowadzić do niekontrolowanego podziału komórek i agresywniejszego rozwoju nowotworu. Model opracowany przez zespół badawczy wykazał, że komórki o wyższej ploidii wymagają większej ilości energii i tlenu do funkcjonowania, co powoduje, że w warunkach niedotlenienia szybciej przechodzą na metabolizm beztlenowy. Taki mechanizm sprzyja ich przetrwaniu i wzrostowi nawet w niekorzystnym mikrośrodowisku.
“Opracowaliśmy model matematyczny, który uwzględnia ploidię komórek nowotworowych oraz mikrośrodowisko mózgu, co pozwala symulować wzrost i rozprzestrzenianie się nowotworu” – mówi Zuzanna Nowicka z Zakładu Biostatystyki i Medycyny Translacyjnej Uniwersytetu Medycznego w Łodzi, wiodąca autorka publikacji w „Cancer Research”.
Badania wskazują również na korelację między poziomem tlenu w różnych obszarach mózgu a typem komórek nowotworowych tam obecnych. W silniej utlenowanych częściach mózgu mogą przetrwać komórki o wyższej ploidii, podczas gdy w obszarach ubogich w tlen dominują komórki o niższej liczbie chromosomów. To odkrycie pozwala lepiej zrozumieć mechanizmy adaptacyjne nowotworów oraz sugeruje, że zmiany w mikrośrodowisku mózgu mogą wpływać na tempo nawrotów glejaka.
Wyniki tego badania to istotny krok naprzód w poznaniu biologii GBM i mają potencjał do wykorzystania w opracowywaniu nowych strategii terapeutycznych, które będą bardziej precyzyjnie ukierunkowane na zwalczanie najbardziej agresywnych komórek nowotworowych. Opracowany model może również pomóc w przewidywaniu przebiegu choroby u pacjentów oraz w personalizacji leczenia.
Publikacja wyników w prestiżowym czasopiśmie „Cancer Research” jest efektem międzynarodowej współpracy naukowców z USA i Polski, w tym badaczy z Moffitt Cancer Center, Icahn School of Medicine at Mount Sinai oraz San Diego State University. To dowód na to, że interdyscyplinarne podejście, łączące matematykę z onkologią, może prowadzić do przełomowych odkryć w walce z najbardziej śmiertelnymi nowotworami mózgu.
10 najczęstszych objawów raka – jak wcześnie wykryć nowotwór?
Źródło: Nauka w Polsce