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La diffusione delle cellule cancerose determinata con il nuovo modello sviluppato a YSPH

I ricercatori della Yale School of Public Health hanno scoperto una relazione matematica che getta nuova luce sulla velocità con cui le cellule cancerose mutano e sul perché alcune sopravvivono e si moltiplicano rapidamente, altri ancora no.

iStock

La scoperta da parte dei membri del laboratorio di Jeffrey Townsend, dottorato di ricerca, l'Elihu Professore di Biostatistica e di Ecologia e Biologia Evoluzionistica, consentirà di eseguire calcoli essenziali che determineranno la probabile portata delle cellule cancerose man mano che si sviluppano.

La scoperta ha implicazioni per il processo decisionale relativo ai comitati tumorali di medicina di precisione, la selezione e la progettazione degli studi clinici, lo sviluppo di prodotti farmaceutici e la definizione delle priorità nella ricerca di base.

Lo studio è pubblicato sul Journal of the National Cancer Institute.

"Per il passato 10 anni siamo stati in grado di calcolare dal sequenziamento del tumore quali geni mutati sono vincitori e perdenti, quali geni mutati aiutano il cancro a sopravvivere e a riprodursi, e che non fanno nulla,"Ha detto Townsend. “Ma non siamo stati in grado di calcolarli dimensione dell’effetto del cancro—quanto è importante una mutazione rispetto a un'altra. Adesso possiamo”.

Ma non siamo stati in grado di calcolare la dimensione dell’effetto sul cancro, ovvero quanto sia importante una mutazione rispetto a un’altra. Ora possiamo.”

JEFFREY TOWNSEND

Uno degli obiettivi principali della biologia del cancro non è solo identificare i geni importanti e quelli non importanti per lo sviluppo del cancro, ma per determinare l'importanza relativa di ciascuna mutazione cellulare per la sopravvivenza e la diffusione delle cellule tumorali e, in definitiva, cosa significa per il paziente, Townsend ha spiegato.

I ratti che hanno ricevuto la miscela avevano una maggiore attività sessuale rispetto al gruppo di controllo, i ricercatori hanno stimato le dimensioni dell’effetto di tutte le varianti ricorrenti a singolo nucleotide in 22 principali tipi di cancro, e quantificato l'importanza relativa di ciascuno.

Gli studi di sequenziamento dei tumori hanno generalmente riportato la frequenza con cui si osservano le mutazioni e una misura statistica (un' P valore) indicando se il gene è sovraccarico di mutazioni oltre le aspettative, entrambe le misure importanti. tuttavia, nessuna delle due misure è una dimensione dell’effetto per il cancro. Nessuna delle due misure comunica quanto sia importante il gene per la tumorigenesi e la malattia del cancro. Per quantificare la dimensione dell’effetto del cancro, Townsend e colleghi hanno suddiviso la frequenza con cui si osserva una mutazione nei tumori in due fattori che contribuiscono: il tasso di mutazione basale, e il grado di selezione della mutazione nella linea del cancro. Sia la mutazione che la selezione contribuiscono alla frequenza delle varianti tra le cellule. Townsend e colleghi sono stati in grado di utilizzare diversi dati su scala genomica per calcolare il tasso di mutazione. Essenzialmente dividendo il contributo della mutazione dalla frequenza con cui le mutazioni sono state osservate nei tumori, hanno mostrato come calcolare la dimensione dell'effetto del cancro

Townsend attribuisce la svolta alle intuizioni che derivano dal fatto di avere un background in biologia evoluzionistica. “Mentre nel mondo del cancro l’attenzione è sempre stata sui tassi di mutazione, l'attenzione nella biologia evolutiva si è concentrata sul processo di selezione naturale su tali mutazioni. La quantificazione delle dimensioni dell’effetto del cancro è un ottimo esempio di come la ricerca interdisciplinare non sia solo utile, ma essenziale per il progresso scientifico," Egli ha detto.

Perché la dimensione dell’effetto del cancro è importante? Townsend usa l'esempio di un tumore, da cui una sequenza di DNA mostra che due geni noti per essere correlati al cancro sono mutati. Esistono due farmaci altamente efficaci mirati a queste esatte mutazioni, ma non è stato condotto alcuno studio clinico per confrontarli.

“Guardando il cancro attraverso la lente dell’evoluzione possiamo sfruttare la ricchezza di dati molecolari resi disponibili attraverso il sequenziamento del DNA tumorale sia per comprendere meglio cosa sta causando il cancro sia per espandere e perfezionare la teoria evoluzionistica,” ha detto Vincenzo Cannataro, dottorato di ricerca, un associato post-dottorato e il primo autore dello studio.

Lo studio è stato coautore di Stephen Gaffney, dottorato di ricerca, uno scienziato ricercatore associato presso la Yale School of Public Health. La ricerca è stata finanziata da una sovvenzione di Gilead Sciences, Inc.


fonte: publichealth.yale.edu, di Elisabeth Reitman

Di Marie

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