Kanker modelleren met behulp van ecologische principes

Nieuwe soorten die een bestaand ecosysteem binnendringen hebben letterlijk dezelfde impact als een kanker die uitzaait. In een nieuwe studie gebruikten onderzoekers het Tilman-model van concurrentie tussen invasieve soorten om de metastase van prostaatcellen in bot te onderzoeken. Het onderzoek is gepubliceerd in het open access-tijdschrift van BioMed Central Theoretische biologie en medische modellering.
Elk jaar in de VS ongeveer 40.000 mannen wier operatie of radiotherapie voor prostaatkanker als succesvol werd beschouwd, zullen ongeneeslijke metastasen in hun botten ontwikkelen. De kankercellen vallen, soms na jarenlang sluimeren, het beenmerg aan en vechten met hematopoëtische stamcellen, waardoor uiteindelijk de micro-omgeving van het bot wordt overgenomen.
Het Tilman-model, gemaakt door G. David Tilman, analyseert verschillende factoren van invasie van soorten in een ecosysteem. Kun-Wan Chen en Kenneth J. Pienta wisselden van de University of Michigan stappen uit in de manier waarop kanker de Tilman-vergelijkingen doormaakt. Als de kankercellen eenmaal zijn vermenigvuldigd en een genetische mutatie hebben ondergaan (gelijk aan de evolutie), laten ze de prostaat in de bloedsomloop terechtkomen waar ze een tijdje blijven voordat ze het botweefsel binnendringen.
Zodra de kankercellen zich in het bot bevinden, is er een 'vertragingsperiode', terwijl ze worden gevestigd. Na verloop van tijd beginnen ze zich te vermenigvuldigen en overtreffen ze de hematopoietische stamcellen.
Kun-Wan Chen zei:

"De binnendringende kankercellen kunnen worden gezien als verschillende soorten, en de sterkste mutanten worden dominant en vermenigvuldigen uiteindelijk een enorme impact op de biosfeer (menselijke gastheer)."

Prof Pienta zei:

"Verwoestende ecologische invasies zijn algemeen bekend, bijvoorbeeld de introductie van huisdieren naar Mauritius leidde tot het uitsterven van de dodo en Caulerpa taxifolia, een gemuteerde moordenaarswier, treft de Middellandse Zee .Kanker metastase volgt een vergelijkbaar pad als dat van ecologische invasies en onze aanpassing van de Tilman-vergelijkingen laat zien hoe invallende kankercellen de normale lichaamshabitat kunnen vernietigen.Het gebruik van ecologische modellering kan ons helpen de complexe biologie van metastasen te begrijpen. "

Geschreven door Grace Rattue