p Um esquema mostra um único processo de fixação de mutação em um compartimento de tecido. As células-tronco normais são verdes, e as células mutadas são amarelas. Os pesquisadores da Rice University usaram um modelo estocástico de estado discreto para ver como as mutações com tendência ao câncer afetavam a probabilidade das células transformarem o tecido em um tumor, e quão bem o modelo se correlaciona com cálculos amplamente usados de riscos de câncer ao longo da vida. Crédito:Hamid Teimouri / Rice University
p Quando as células propensas ao câncer se transformam em câncer desenvolvido? Um cientista da Universidade Rice e seu colega acreditam que existe uma maneira de saber. p Pode ser possível para os biomarcadores no sangue revelar se as células mutantes mudaram de direção em direção à formação de tumores, e quanto tempo o processo - dependendo do tipo de câncer - provavelmente levará. Isso poderia dar aos pacientes uma noção do risco que enfrentam antes de ficarem doentes.
p O químico de arroz Anatoly Kolomeisky, com o associado de pesquisa de pós-doutorado Hamid Teimouri e a aluna graduada Maria Kochugaeva, direcionaram sua experiência teórica na modelagem de processos aleatórios (estocásticos) para o problema de por que as células cancerosas que geralmente são destruídas pelo sistema imunológico do corpo às vezes superam um desafio de defesas para se tornarem tumores.
p O estudo em
Relatórios Científicos destina-se a esclarecer os aspectos microscópicos da iniciação do câncer, o ponto em que mutações aleatórias se tornam "fixas" nas células, que os transmitem e eventualmente sobrecarregam o tecido.
p Como parte de seu estudo, os pesquisadores calcularam as probabilidades de fixação para 28 tipos de câncer para ver como eles se correlacionam com os dados clínicos disponíveis sobre os riscos de câncer ao longo da vida - e descobriram que a correlação era tudo menos certa.
p "O problema do câncer é que o estamos detectando tarde demais, "disse Kolomeisky, professor de química e presidente do departamento da Escola de Ciências Naturais Wiess de Rice. Os pesquisadores argumentam que é "conveniente, O método simples e versátil para avaliar a dinâmica de iniciação do câncer deve incorporar a dinâmica de iniciação para tipos específicos de câncer, bem como riscos estabelecidos ao longo da vida.
p Kolomeisky tem um longo histórico de descobertas relacionadas a mecanismos celulares, especialmente relacionado a proteínas motoras que transportam carga em células e edição de genoma. Inspirado por um comentário improvisado de um colega de que seus cálculos pareciam estar relacionados ao câncer, Kolomeisky começou a descobrir se sua abordagem matemática poderia ser aplicada à dinâmica de iniciação do câncer.
p Com base em suas fórmulas, os pesquisadores desenvolveram um gráfico correlacionando os riscos ao longo da vida e os tempos de iniciação para 28 tipos de câncer - e descobriram muito pouco para conectar os dois. "Isso indica que os riscos de câncer ao longo da vida por si só não podem ser utilizados para avaliar o perigo de contrair câncer, "escreveram os pesquisadores, sugerir tempos de fixação que indicam o início do tumor são uma métrica mais importante.
p Por exemplo, o gráfico mostra que o adenocarcinoma colorretal com FAP carrega o maior risco ao longo da vida, mas seu tempo de fixação de 15 anos é quase três vezes maior do que o adenocarcinoma duodeno com FAP, que se acredita ter um risco de vida muito menor. Na outra extremidade da escala de fixação estão os carcinomas hepatocelulares, em mais de 31, 000 anos.
p Seus cálculos compararam a "aptidão" de células individuais com mutações relacionadas ao câncer com células normais sem, e com que rapidez eles se dividiram. Tecido com células mutantes que se dividiram em uma proporção de 1 para 1 com células normais foram os tumores mais lentos para "consertar".
p Os pesquisadores presumiram que as células mutantes com uma vantagem de velocidade consertariam os tumores mais rapidamente, e eles estavam certos. Mas eles ficaram surpresos quando seus modelos mostraram que células com mutações desvantajosas (divisão mais lenta do que o normal) também eram ocasionalmente mais rápidas do que as células normais para consertar.
p "As pessoas presumem, geralmente subconscientemente, que algo mais provável acontecerá mais rápido, "Kolomeisky disse." Mas descobrimos que não é o caso dos cânceres. Os médicos não devem tomar decisões simplesmente sobre o risco de vida, como normalmente é feito, mas também na dinâmica que calculamos como nossos principais resultados.
p "Os pontos principais são que podemos calcular, com muitas suposições, o tempo médio antes do início do câncer, "ele disse." Nós também argumentamos que a probabilidade de câncer normalmente não se correlaciona bem com o momento em que começa. Algo mais provável não é necessariamente rápido. "
p As células mutantes que liberam biomarcadores na corrente sanguínea podem fornecer uma maneira melhor de detectar condições pré-cancerosas.
p "No futuro, isso poderia se tornar parte da medicina personalizada, "Kolomeisky disse." Um médico lhe dá um teste e verifica a fração de células mutantes em seus tecidos.
p Então você pode estimar quanto tempo levará antes que as células mutantes ocupem todo o tecido. Se for 100 anos, você provavelmente não deve se preocupar muito. Mas se for um ano, então você pode ter que tomar medidas drásticas. "
p Ele disse que o modelo certamente melhorará à medida que parâmetros mais relevantes forem incorporados. Mas qualquer coisa que produza agora e no futuro não deve impedir ninguém de um estilo de vida saudável.
p "Não estamos dizendo que você terá câncer ou não, não importa o que faça, "Kolomeisky disse." Só que a probabilidade é diferente. Se voce fuma, se você não se alimenta bem ou não se exercita, a probabilidade será maior. "
