Моделирование эволюционных сил в опухолях поможет выбрать оптимальные места для биопсий

Компьютерная модель, использующая принципы эволюции для картирования роста популяций раковых клеток в опухолях, может помочь врачам выбирать места для взятия биопсий, улучшая решения о лечении.

Модель, показывающая, как клетки с определёнными мутациями распространяются по опухоли, может точнее отражать генетическую картину всей опухоли в целом.

Картирование паттернов распространения клеток

Врачи часто берут несколько образцов биопсии из опухолей и используют секвенирование ДНК для выявления мутаций, на которые можно нацелить лечение.

Однако биопсии не всегда отражают всё разнообразие мутаций, составляющих опухоль. Если исследователи смогут лучше картировать паттерны распространения клеток по опухолям, врачи смогут брать биопсии из мест, которые наилучшим образом отражают биологию заболевания.

Модель, разработанная учёными из Института исследования рака в Лондоне (The Institute of Cancer Research, London) в сотрудничестве с Институтом рака Бартса (Barts Cancer Institute) и опубликованная в PLoS Computational Biology, учитывает:

• Наличие или отсутствие селективного эволюционного давления (когда условия благоприятствуют выживанию клеток с определёнными генетическими признаками).
• Наличие или отсутствие физических пространственных ограничений в опухолях.

Моделирование эволюции опухоли

Модель предсказала, что популяции клеток с общими генетическими характеристиками растут скоплениями (clumps) или распространяются тяжами (strands) в зависимости от условий. Эти паттерны выглядят хаотично, но следуют правилам эволюции, и, что важно, модели воспроизводят паттерны роста, наблюдаемые в реальных опухолях.

Исследование в основном финансировалось Советом по медицинским исследованиям (Medical Research Council) и Wellcome Trust, при дополнительной поддержке организаций, включая Cancer Research UK и Национальный институт здоровья США (US National Institute of Health).

Профессор Андреа Сотторива (Andrea Sottoriva), руководитель исследования, директор Центра эволюции и рака ICR: «Биопсии опухолей многое говорят нам о биологии рака у пациента, но эволюционные силы приводят к различиям в раковых клетках в пространстве и времени, а биопсии дают лишь неполную картину. Наше исследование помогает прояснить влияние эволюционных сил на распространение генетических мутаций по опухолям».