A metasztázisok már korán kialakulnak
A PLOS ONE tanulmánya az evolúciós és a napjainkban feltörekvő ökológiai elmélet, valamint matematikai modellezés segítségével magyarázza, hogy a tumorprogresszió lineáris modelljével ellentétben a valóságban a legtöbb metasztázis nem az elsődleges tumor késői, hanem annak korai stádiumából származik.
Egy 2016-os tanulmány hívta fel a figyelmet arra, hogy az addig igaznak vélt lineáris tumorprogressziós modellel szemben a primér tumorokban már igen korán kialakulnak a metasztázisokat kialakító sejtvonalak (Zhao ZM et al.: Early and multiple origins of metastatic lineages within primary tumors. Proceedings of the National Academy of Sciences). Ez az eredmény meglepte a kutatókat, hiszen addig úgy vélték: mivel későbbi stádiumban nagyobb a tumor mérete, ezért abban több olyan mutáció tud kialakulni, amely áttétképződést indíthat be. A látszólagos paradoxon egy lehetséges magyarázatát nyújtja most a University of Pennsylvaniakutatóinak munkája a tumoros sejtekre ható evolúciós nyomás modellezése révén (Jimmy Qian és Erol Akçay: Competition and niche construction in a model of cancer metastasis; PLOS ONE).
Mint a molekuláris biológus szerzőpár kifejti: a niche konstrukciós elmélet szerint nemcsak a környezet hat a populációkra a darwini szelekciós nyomás kialakítása révén, de az élőlények maguk is hatnak a környezetükre és módosítják a természetes szelekció erővonalait. A tumoros sejtek ugyanígy részt vesznek a niche-konstrukcióban: saját növekedésüket elősegítendő, befolyásolják mikrokörnyezetüket (pl. serkentik a véredény-képződést vagy módosítják a szomszédos sejtek struktúráját, metabolizmusát), továbbá a véráramba szekretált faktorok révén olyan feltételeket teremtenek, amelyek megkönnyítik az áttétképződést.
Qian és Akçay az evolúciós és ökológiai elmélet figyelembe vételével – feltételezve, hogy a mikorkörnyezet befolyásolása és a metasztázisképződést lehetővé tevő faktorok előállítása csökkenti a tumoros sejtek erőforrásait – egy olyan matematikai modellt épített fel, amelyben négyféle viselkedésű tumorsejt küzdött egymással az életben maradásért: 1: a mikrokörnyezet befolyásolásába befektető tumorsejtek, 2: a metasztázisképződést lehetővé tevő faktorokat előállító tumorsejtek, 3: olyan tumorsejtek, amelyek mindkét féle feladatot végzik (eközben kétszeres mértékben használják fel erőforrásaikat), illetve 4: csaló tumorsejtek, amelyek nem vesznek részt a niche-konstrukcióban, így nem áldoznak saját erőforrásaikból a tumor növekedése érdekében.
A matematikai szimuláció eredményeképp kiderült, hogy a tumorképződés korai szakaszában, amikor a tumor mérete még kicsi, az evolúciós versenyben a metasztázisképződést lehetővé tevő faktorokat előállító tumorsejtek állnak nyerésre, mivel ekkor még kevés a kompetitoruk, azonban a mutációk szaporodásával és a tumor növekedésével megnő versenytársaik mennyisége is (vagyis a látszólagos paradoxon lehetséges magyarázatát jelenti, ha a helyi mikrokörnyezet befolyásolásába befektető és a metasztázisképződést lehetővé tevő faktorokat előállító tumorsejtek között evolúciós versenyt tételezünk fel, és beszámítjuk a kétszeres erőfeszítést tevő és a csaló tumorsejtek hatását is).
Nyilatkozatukban a biológusuk kifejtik: mire a primer tumort azonosítják, sok beteg szervezetében már elindult a metasztázis-képződés. Ez megmagyarázza, mi az oka, hogy hiába kezelik a primér tumort sikeresen, néhány év elteltével mégis áttétek jelennek meg. Az új eredmények arra hívják fel a figyelmet, teszi hozzá Qian, hogy a metasztázis-kialakulást beindító gének keresése helyett a tudósoknak inkább azokra a génekre kell fókuszálniuk a figyelmet, amelyek mutációja a tumorkialakulás korai stádiumában következik be, ezáltal olyan terápiás célpontokat találhatunk, amelyeket megcélozva a primér tumor és a metasztázisok egyaránt kezelhetővé válnak.
