Onderzoekers identificeren een effectievere behandeling voor kanker

Onderzoekers van Mount Sinai en IBM hebben een nieuwe aanwijzing ontdekt om uit te leggen hoe kankercellen met identieke genomen verschillend kunnen reageren op dezelfde therapie. In een Natuurcommunicatie krant die vandaag is gepubliceerd, onderzoekers onthullen voor het eerst dat het aantal mitochondriën in een cel, voor een groot deel, geassocieerd met hoe de kanker reageert op medicamenteuze behandeling.

Kanker is wereldwijd de op één na belangrijkste doodsoorzaak, met ongeveer een op de zes sterfgevallen over de hele wereld toegeschreven aan de ziekte. Terwijl behandelingen voor kanker blijven verbeteren naarmate de technologie vordert, onderzoekers en clinici zijn er niet in geslaagd de diversiteit van reacties in kankercellen op behandelingen van oncologische ziekten te verklaren. Vaak, kankercellen met bijpassende genetische samenstelling zullen anders reageren op dezelfde behandeling. Onderzoekers van Mount Sinai en IBM combineerden computationele en biologische methoden om een ​​aanwijzing voor dit gedrag te vinden.

Cellen sterven wanneer ze worden ontmoet met bacteriën, ondervoeding, of virussen. Maar ook, om de normale functie te bevorderen, ons lichaam verwijdert elke dag miljarden cellen - een proces dat bekend staat als "geprogrammeerde celdood" of apoptose. mitochondriën, vaak de krachtpatser van de cel genoemd vanwege hun vermogen om cellulaire energie te produceren, kan ook als katalysator werken bij de activering van geprogrammeerde celdood, en bepaalde geneesmiddelen tegen kanker werken door dit proces te activeren. Deze functie moedigde onderzoekers aan om de hypothese te onderzoeken dat kankercellen met identieke genetische samenstelling, maar verschillende hoeveelheden mitochondriën, kan een verschillende gevoeligheid voor de dood hebben als ze worden blootgesteld aan dezelfde geneesmiddelen die apoptose bevorderen.

Door verschillende soorten cellen bloot te stellen aan zes concentraties van een pro-apoptotisch medicijn en de overvloed aan mitochondriën in de overlevende cellen te meten, Onderzoekers van Mount Sinai en IBM ontdekten dat overlevende cellen een grotere hoeveelheid mitochondriën hadden dan onbehandelde cellen. Dit suggereert sterk dat cellen met minder mitochondriën eerder reageren op bepaalde medicamenteuze behandelingen.

Om deze gegevens te analyseren, onderzoekers gebruikten een wiskundig raamwerk genaamd DEPICTIVE (een acroniem voor DEtermining Parameter Influence on Cell-to-Cell variability Through the Inference of Variance Explained) om de variabiliteit in de overleving of dood van cellen als gevolg van mitochondriale overvloed te kwantificeren. Algemeen, het raamwerk stelde vast dat de variabiliteit van mitochondriën tot 30 procent van de variërende reacties op het pro-apoptotische medicijn verklaarde.

"Het verbeteren van ons begrip van de relatie tussen mitochondriënvariabiliteit en medicijnrespons kan leiden tot effectievere gerichte kankerbehandelingen, waardoor we nieuwe manieren kunnen vinden om het probleem van resistentie tegen geneesmiddelen aan te pakken, " zei Pablo Meyer, doctoraat, Adjunct Universitair Docent Genetica en Genomische Wetenschappen, Icahn School of Medicine op de berg Sinaï, Teamleider Translationele Systeembiologie bij IBM Research, en co-corresponderende auteur van de publicatie. "De resultaten van deze studie waren echt multidisciplinair, en alleen mogelijk gemaakt door de sterke wetenschappelijke samenwerking tussen de berg Sinaï en IBM."

• Bepaalde bacteriën en immuunfactoren in de vagina kunnen vroeggeboorte veroorzaken of beschermen tegen vroeggeboorte
• Metabolieten van het menselijke microbioom versterken de schade aan de dikke darm door enterohemorrhagische E. coli,