Quando le cellule a rischio di cancro si trasformano in cancro conclamato? Uno scienziato della Rice University e il suo collega credono che ci sia un modo per saperlo.

Potrebbe diventare possibile per i biomarcatori nel sangue rivelare se le cellule mutate hanno voltato pagina verso la formazione di tumori, e quanto tempo potrebbe durare il processo, a seconda del tipo di cancro. Ciò potrebbe dare ai pazienti un'idea del rischio che corrono prima di ammalarsi.

Il chimico del riso Anatoly Kolomeisky, con l'associato di ricerca post-dottorato Hamid Teimouri e l'alunna laureata Maria Kochugaeva, hanno indirizzato la loro esperienza teorica nella modellazione di processi casuali (stocastici) al problema del perché le cellule cancerose che di solito vengono distrutte dal sistema immunitario del corpo a volte superano un guanto di difesa per diventare tumori.

Lo studio in Rapporti scientifici ha lo scopo di chiarire gli aspetti microscopici dell'inizio del cancro, il punto in cui le mutazioni casuali vengono "fissate" nelle cellule, che li trasmettono e alla fine travolgono i tessuti.

Come parte del loro studio, i ricercatori hanno calcolato le probabilità di fissazione per 28 tipi di cancro per vedere come si correlano con i dati clinici disponibili sui rischi di cancro nel corso della vita e hanno scoperto che la correlazione era tutt'altro che sicura.

"Il problema con il cancro è che lo stiamo rilevando troppo tardi, " disse Kolomeisky, un professore di chimica e presidente del dipartimento della Wiess School of Natural Sciences di Rice. I ricercatori sostengono il loro "comodo, semplice e versatile" per valutare le dinamiche di iniziazione del cancro dovrebbe incorporare le dinamiche di iniziazione per specifici tipi di cancro, nonché i rischi stabiliti nel corso della vita.

Kolomeisky ha una lunga storia di scoperte relative ai meccanismi cellulari, particolarmente correlato alle proteine ​​motorie che trasportano il carico nelle cellule e all'editing del genoma. Ispirato da un commento estemporaneo di un collega secondo cui i suoi calcoli sembravano riferibili al cancro, Kolomeisky partì per scoprire se il suo approccio matematico potesse essere applicato alle dinamiche di iniziazione del cancro.

Sulla base delle loro formule, i ricercatori hanno sviluppato un grafico che correla i rischi nel corso della vita e i tempi di inizio per 28 tipi di cancro, e hanno trovato molto poco per collegare i due. "Indica che i soli rischi di cancro durante la vita non possono essere utilizzati per valutare il pericolo di contrarre il cancro, " hanno scritto i ricercatori, suggerendo tempi di fissazione che indicano l'inizio del tumore sono una metrica più importante.

Per esempio, il grafico mostra che l'adenocarcinoma del colon-retto con FAP comporta il rischio più elevato nel corso della vita, ma il suo tempo di fissazione di 15 anni è quasi tre volte quello dell'adenocarcinoma del duodeno con FAP, che si pensa abbia un rischio di vita molto più basso. All'altra estremità della scala di fissazione ci sono i carcinomi epatocellulari, a più di 31 anni, 000 anni.

I loro calcoli hanno confrontato la "idoneità" delle singole cellule con mutazioni correlate al cancro alle cellule normali senza, e quanto velocemente si sono divisi. I tessuti con cellule mutanti che si dividevano in un rapporto 1 a 1 con le cellule normali erano i più lenti a "riparare" i tumori.

I ricercatori presumevano che le cellule mutanti con un vantaggio di velocità avrebbero riparato i tumori più velocemente, e avevano ragione. Ma sono rimasti sorpresi quando i loro modelli hanno mostrato che le cellule con mutazioni svantaggiose (divisione più lenta del normale) erano anche occasionalmente più veloci delle cellule normali da riparare.

"La gente presume, di solito inconsciamente, che qualcosa di più probabile accadrà più velocemente, " ha detto Kolomeisky. "Ma abbiamo scoperto che non è il caso dei tumori. I medici non dovrebbero prendere decisioni semplicemente sul rischio di vita, come si fa di solito, ma anche sulle dinamiche che abbiamo calcolato come nostri principali risultati.

"I punti principali sono che possiamo calcolare, con tante ipotesi, il tempo medio prima che il cancro inizi, " ha detto. "Noi sosteniamo anche che la probabilità di cancro in genere non si correla bene con il momento in cui inizia. Qualcosa di più probabile non è necessariamente veloce."

Le cellule mutanti che rilasciano biomarcatori nel flusso sanguigno possono fornire un modo migliore per individuare condizioni precancerose.

"Nel futuro, questo potrebbe diventare parte della medicina personalizzata, " ha detto Kolomeisky. "Un medico ti fa un test e controlla la frazione di cellule mutate nei tuoi tessuti.

Quindi puoi stimare quanto tempo ci vorrebbe prima che le cellule mutate occupino l'intero tessuto. Se sono 100 anni, probabilmente non dovresti preoccuparti troppo. Ma se è un anno, allora potresti dover prendere misure drastiche."

Ha detto che il modello migliorerà sicuramente man mano che verranno incorporati parametri più rilevanti. Ma tutto ciò che produce ora e in futuro non dovrebbe scoraggiare uno stile di vita sano.

"Non stiamo dicendo che ti prenderai o non ti prenderai il cancro, qualunque cosa tu faccia, "Kolomeisky ha detto. "Solo che la probabilità è diversa. Se fumi, se non mangi bene o non ti alleni, la probabilità sarà più alta."