Forskare identifierar en mer effektiv behandling för cancer

Forskare från Mount Sinai och IBM har upptäckt en ny ledtråd för att förklara hur cancerceller med identiska genom kan reagera olika på samma terapi. I en Naturkommunikation papper publicerat idag, forskare avslöjar för första gången att antalet mitokondrier i en cell är, till stor del, associerad med hur cancern reagerar på läkemedelsbehandling.

Cancer är den näst ledande dödsorsaken i världen, med ungefär en av sex dödsfall över hela världen tillskrivna sjukdomen. Medan behandlingar mot cancer fortsätter att förbättras när tekniken utvecklas, forskare och kliniker har misslyckats med att förklara mångfalden av svar i cancerceller på behandlingar av onkologisk sjukdom. I många fall, cancerceller med matchande genetiskt smink kommer att reagera olika på samma behandling. Mount Sinai och IBM -forskare kombinerade beräkningsmässiga och biologiska metoder för att avslöja en ledtråd till detta beteende.

Celler dör när de möts med bakterier, undernäring, eller virus. Men också, för att främja normal funktion, våra kroppar eliminerar miljarder celler varje dag-en process som kallas "programmerad celldöd" eller apoptos. Mitokondrier, kallas ofta cellens kraftverk på grund av deras förmåga att producera cellulär energi, kan också fungera som en katalysator vid aktivering av programmerad celldöd, och vissa läkemedel mot cancer fungerar genom att aktivera denna process. Denna funktion uppmuntrade forskare att utforska hypotesen att cancerceller med identiskt genetiskt smink, men olika mängder mitokondrier, kan ha varierande mottaglighet för döden om de utsätts för samma läkemedel som främjar apoptos.

Vid exponering av olika typer av celler för sex koncentrationer av ett pro-apoptotiskt läkemedel och mätning av överflöd av mitokondrier i de överlevande cellerna, Mount Sinai och IBM -forskare upptäckte att överlevande celler hade en större mängd mitokondrier än obehandlade celler. Detta tyder starkt på att celler med färre mitokondrier är mer benägna att svara på vissa läkemedelsbehandlingar.

För att analysera dessa data, forskare använde en matematisk ram kallad DEPICTIVE (en förkortning för DEtermining Parameter Influence on Cell-to-cell variability Through the Inference of Variance Explained) för att kvantifiera variation i överlevnad eller död av celler på grund av mitokondriellt överflöd. Övergripande, ramverket bestämde att variabiliteten hos mitokondrier förklarade upp till 30 procent av de olika svaren på det pro-apoptotiska läkemedlet.

"Att öka vår förståelse av sambandet mellan mitokondrier och variationer i läkemedel kan leda till effektivare riktade cancerbehandlingar, tillåter oss att hitta nya sätt att hantera problemet med läkemedelsresistens, "sa Pablo Meyer, Doktorsexamen, Adjungerad biträdande professor i genetik och genomvetenskap, Icahn School of Medicine på Mount Sinai, Team Leader of Translational Systems Biology på IBM Research, och motsvarande författare till publikationen. "Resultaten av denna studie var verkligen tvärvetenskapliga, och möjliggjordes endast av det starka vetenskapliga samarbete som upprättades mellan Mount Sinai och IBM. "

• Vissa bakterier och immunfaktorer i slidan kan orsaka eller skydda mot för tidig födsel
• Mänskliga mikrobiometaboliter förbättrar kolonskada av enterohemorragisk E. coli,