- 科學家們創造了一種新方法來預測癌細胞在獲得或失去整個染色體時將如何進化。
- 這些大的染色體變化可以迅速改變腫瘤的形狀。幫助腫瘤生長適應壓力並抵抗治療
- 一種名為 ALFA-K 的新工具揭示了哪些染色體變化有助於癌細胞生長。哪些改變被阻礙了？
- 研究表明，複製整個基因組可以保護癌細胞免受嚴重染色體不穩定造成的損害。
- 這一發現為考慮進化的癌症治療打開了大門。相反，它們會在出現耐藥性後做出反應。
預測癌症演變的新方法
莫菲特癌症中心的科學家們創造了一種新方法來預測癌細胞在獲得或失去整個染色體時將如何進化。這些巨大的基因變化可以給腫瘤帶來優勢。幫助腫瘤更快地生長，適應壓力並抵抗治療
研究發表於 自然交流它引入了一種名為 ALFA-K 的計算工具，可以分析縱向單細胞數據，以跟踪癌細胞如何跨染色體移動。隨著時間的推移，它們是如何累加的？這將決定隨著腫瘤的發展，哪種染色體模式受到青睞。
這些結果挑戰了癌症進化僅由偶然驅動的觀點。但研究表明，腫瘤遵循由染色體組成引起的可測量模式。進化壓力和與治療相關的壓力該框架提供了一種預測癌症如何進化的新方法。它對治療有何反應？
問答與 諾埃米·安多爾博士通訊作者及準會員 綜合腫瘤學數學課程 在莫菲特
您在這項研究中試圖解決什麼問題？為什麼了解癌症很重要？
癌症會進化。當腫瘤生長時，它們的細胞在復制和分裂 DNA 時也會一直犯錯誤。其中許多錯誤涉及整個染色體的獲得或丟失。這會在同一腫瘤內產生具有不同染色體的癌細胞混合物。
問題是研究人員沒有可靠的方法來確定哪些組合有助於癌細胞存活。可能的染色體狀態的數量是巨大的。大多數現有方法只能捕獲許多受試者的時間或平均行為。僅細胞
ALFA-K 的開發是為了解決這個問題，通過使用縱向單細胞數據來重建癌細胞如何隨時間推移通過染色體狀態。哪種狀態是進化論者？如果沒有這樣的了解，癌症的進展和對治療的抵抗力可能是不可預測的。我們的工作表明他們遵循可衡量的規則。
為什麼染色體變化對腫瘤生長和治療反應很重要？
染色體含有數百或數千個基因。當癌細胞獲得或失去染色體時，會導致各種基因的數量立即發生變化，這可以立即改變細胞生長、分裂或應對壓力的方式。
這些變化使癌細胞能夠實現巨大的進化飛躍。而不是僅僅進行一些調整。它還在腫瘤內產生異質性。這增加了一些細胞在治療中存活的機會。
重要的是，這些變化的影響取決於現有細胞的染色體組成。相同的染色體變化在一種情況下可能是有益的，但在另一種情況下可能是有害的。這種對背景的依賴性有助於解釋為什麼癌症的演變如此難以預測。
ALFA-K 與以前的工具有何不同？它可以幫助研究人員做什麼？
在 ALFA-K 之前，染色體變化通常被認為具有固定效應。研究人員有時認為染色體的獲得或丟失總是有益的或有害的。癌症的實際演變更為複雜。
ALFA-K 隨著時間的推移跟踪數千個單個細胞。考慮到持續的染色體不穩定。重建當地健身景觀。這些景觀描述瞭如何在細胞當前的染色體配置中確定有利或有害的染色體變化。
該工具還表明染色體錯誤率很重要。當化療增加染色體錯誤分離時，癌細胞在這些區域移動得更快。這取決於地形的形狀。這可以將腫瘤推向更能抵抗不穩定的染色體狀態。
在這項研究中，ALFA-K 評估了超過 270,000 種不同染色體結構的適合度，使得提出以前無法解決的問題成為可能。
整個基因組加倍意味著什麼？為什麼這個發現很重要？
當細胞複製其所有染色體時，整個基因組就會加倍。先前的研究表明，這可以幫助癌細胞存活。但沒有辦法測量癌細胞受到保護的程度。
ALFA-K 允許研究人員測量這種緩衝效應。該方法測量具有雙基因組的細胞對染色體錯誤的抵抗力。與非雙電池相比
這很重要，因為緩沖不是全部或全部。存在一個閾值，達到該閾值，基因組加倍就會有益。通過量化這個閾值，ALFA-K 將基因組加倍從描述性觀察轉變為可預測的進化事件。
這項研究如何幫助指導癌症治療？
ALFA-K 將癌症研究從描述腫瘤的外觀轉變為預測腫瘤將如何演變。
將來，這種方法可以幫助醫生解釋重複的活檢結果。確定腫瘤何時經歷有害的進化變化，並選擇限制癌症探索有害染色體結構的能力的治療方法。
長期目標是在治療癌症時考慮進化。該方法旨在預測腫瘤將如何變化。而不是在阻力已經出現後才做出反應
這項研究得到了國家癌症研究所的支持。 (1R37CA266727-01A1、1R21CA269415-01A1、1R03CA259873-01A1)
