Rakovina nás už neprekvapí, hovoria vedci: Vyvinuli nový nástroj, ktorý dokáže predvídať, ako sa bude vyvíjať
Rakovina sa dokáže zmeniť skokovo zo dňa na deň. Vedci zistili, že bunky menia celé chromozómy naraz, čím sa nádor môže stať agresívnejší alebo odolný voči liečbe. Nový nástroj ukazuje, prečo sa to deje a ako to môže ovplyvniť liečbu.
Keď sa povie evolúcia, väčšina ľudí si predstaví pomalé, takmer neviditeľné zmeny rozložené na dlhé obdobia. Pri rakovine tento obraz neplatí. Najnovší výskum z Moffitt Cancer Center ukázal, že rakovinové bunky sa nevyvíjajú len drobnými krokmi. Dokážu urobiť prudké evolučné skoky, ktoré v krátkom čase zásadne zmenia správanie nádoru.
Vedci to dokázali pomocou nového výpočtového nástroja ALFA-K, ktorý sledoval vývoj rakoviny na úrovni jednotlivých buniek. Výsledky publikovali v časopise Nature Communications a ukázali, že zmeny chromozómov nespôsobujú chaos, ale riadia sa rozpoznateľnými pravidlami.
Zmena v tomto prípade otriasla
Chromozómy nenesú jeden či dva gény. Nesú ich stovky až tisíce. Ak rakovinová bunka získa alebo stratí celý chromozóm, neurobí kozmetickú úpravu. Spôsobí genetický otras, ktorý okamžite zmení jej vlastnosti.
Takáto bunka môže zrazu rásť rýchlejšie, lepšie znášať stres alebo ignorovať liečbu. ALFA-K ukázal, že práve tieto zmeny umožňujú rakovine preskakovať medzi rôznymi stavmi, namiesto pomalého „plazenia sa“ po evolučnej dráhe.
„Rakovina sa vyvíja prostredníctvom chýb pri delení DNA, najmä ziskom a stratou celých chromozómov,“ vysvetlila hlavná autorka štúdie Noemi Andor.
Tento mechanizmus pomáha vysvetliť aj situácie, ktoré pacienti poznajú až príliš dobre. Stav sa zhoršil zo dňa na deň, hoci sa nič „viditeľné“ nestalo. Nádor v skutočnosti práve preskočil na vyšší kopec na svojej mape zdatnosti.
Neprehliadni
ALFA-K sledoval tisíce buniek v čase a rekonštruoval ich pohyb medzi rôznymi chromozómovými stavmi. Výsledok ukázal, že rakovinové bunky sa pohybujú po akomsi evolučnom teréne, kde niektoré kombinácie chromozómov poskytli výhodu a iné viedli k zániku bunky.
Dôležité zistenie spočívalo v tom, že rovnaká zmena nemala rovnaký účinok v každej bunke. Záležalo na tom, akú chromozómovú výbavu mala bunka predtým. Práve táto závislosť od kontextu dlhé roky bránila presnej predikcii správania rakoviny.
„To, čo jednej bunke pomôže, môže v inom chromozómovom kontexte uškodiť,“ uviedla Andor.
ALFA-K dokázal vypočítať zdatnosť viac než 270-tisíc rôznych chromozómových konfigurácií, čím otvoril dvere otázkam, ktoré doteraz zostávali mimo dosahu.
Keď liečba urýchli evolúciu
Jedna z najvarovnejších častí štúdie sa týkala liečby. Chemoterapia zvyšuje počet chýb pri delení buniek. Jej cieľom je rakovinové bunky zabiť. ALFA-K však ukázal aj menej pohodlnú stránku tohto procesu.
U buniek, ktoré liečbu prežili, zvýšená miera chýb urýchlila pohyb po evolučnej mape. Inými slovami, agresívna liečba mohla neúmyselne pôsobiť ako turbo pre vznik odolných klonov.
To neznamená, že chemoterapia je zlá. Znamená to, že jej účinok závisí od momentu, v ktorom ju nádor dostane. Práve tu ALFA-K ponúka nový typ nástroja, nie na opis minulosti, ale na odhad ďalšieho vývoja.
Digitálne dvojča nádoru
ALFA-K naznačil cestu k budúcnosti, v ktorej by onkológia prestala fungovať metódou pokusu a omylu. V ideálnom prípade by lekári vytvorili digitálne dvojča nádoru a v počítači by simulovali rôzne scenáre liečby.
Vedci sa zároveň snažia zistiť, ako by sa nádor vyvíjal, ak by sa liečba nasadila o niekoľko týždňov skôr, akým smerom by sa posunula jeho chromozómová výbava pri zvýšenom tlaku na delenie buniek a ktoré evolučné skoky by tým liečba neúmyselne otvorila alebo naopak zablokovala. Práve tieto otázky dnes presúvajú onkológiu od spätnej reakcie k aktívnemu plánovaniu ďalších ťahov nádoru.
„Naším cieľom je predvídať, ako sa nádor zmení, nie reagovať až po vzniku rezistencie,“ uzavrela Andor.
ALFA-K ešte nelieči pacientov. Ukázal však, že rakovina nehrá náhodnú hru. Má pravidlá. A po prvý raz ich niekto dokázal čítať.
