Glejak wielopostaciowy (ang. Glioblastoma, GBM) to jeden z najbardziej agresywnych nowotworów mózgu, którego leczenie stanowi ogromne wyzwanie dla współczesnej medycyny. Międzynarodowy zespół naukowców, w tym dr Zuzanna Nowicka z Uniwersytetu Medycznego w Łodzi, opracował model matematyczny pozwalający na symulację wzrostu i rozprzestrzeniania się tego nowotworu. Badania, opublikowane w prestiżowym czasopiśmie “Cancer Research”, dostarczają nowej wiedzy na temat wpływu mikrośrodowiska mózgu na rozwój glejaka oraz jego nawroty.
Glejak wielopostaciowy – śmiertelne wyzwanie dla medycyny
GBM to najbardziej agresywny nowotwór ośrodkowego układu nerwowego, charakteryzujący się szybkim wzrostem i zdolnością do naciekania otaczających tkanek. Z tego powodu jego całkowite chirurgiczne usunięcie jest niemożliwe, a nawet intensywna terapia często kończy się nawrotem choroby.
Rozwój glejaka jest w dużej mierze zależny od warunków mikrośrodowiska mózgu, takich jak dostępność tlenu i składników odżywczych. Właśnie te czynniki uwzględnia nowy model matematyczny opracowany przez międzynarodowy zespół badaczy.
Model matematyczny – jak działa?
Jak wyjaśnia dla PAP dr Zuzanna Nowicka z Zakładu Biostatystyki i Medycyny Translacyjnej Uniwersytetu Medycznego w Łodzi, wiodąca autorka publikacji w „Cancer Research”:
Opracowaliśmy model matematyczny, który uwzględnia ploidię komórek nowotworowych oraz mikrośrodowisko mózgu, co pozwala symulować wzrost i rozprzestrzenianie się nowotworu.
Model ten analizuje interakcje między poziomem tlenu i ilością materiału genetycznego w komórkach glejaka. Jego zastosowanie może pomóc w lepszym przewidywaniu progresji nowotworu oraz optymalizacji strategii leczenia.
Czym jest ploidia i dlaczego ma znaczenie w nowotworach?
Ploidia to liczba kopii genomu w komórce. W ludzkich komórkach rozrodczych znajduje się po 23 chromosomy, natomiast w chwili zapłodnienia ich liczba ulega podwojeniu. W efekcie zdrowe komórki somatyczne posiadają 46 chromosomów – po 23 od każdego z rodziców – co określa się mianem genomu diploidalnego (2n).
Zdarza się jednak, że w trakcie zapłodnienia dochodzi do aberracji chromosomowych, skutkujących obecnością dodatkowego chromosomu w komórkach ciała potomka. Takie nieprawidłowości, znane jako trisomie, występują m.in. w zespole Downa czy Klinefeltera.
Okazuje się jednak, że ploidia, czyli liczba chromosomów w komórce, może ulegać zmianom w trakcie życia organizmu. Zwykle wiąże się to z pojawieniem się groźnych mutacji, które sprzyjają rozwojowi nowotworów. W niektórych komórkach nowotworowych liczba chromosomów często jest znacznie wyższa – niektóre z nich mogą zawierać 48, 60, a nawet 92 chromosomy.
Jest to tzw. duplikacja całego genomu (ang. whole genome doubling – WGD), w wyniku której powstaje genom tetraploidalny 4n. Zjawisko to zwiększa zapotrzebowanie komórek na energię, co wpływa na ich metabolizm i zdolność do przetrwania w trudnych warunkach.
Nasze badania wskazują, że komórki o wysokiej ploidii mogą szybciej przechodzić na metabolizm beztlenowy, ponieważ są bardziej wrażliwe na niedotlenienie – tłumaczy dr Nowicka.
Mikrośrodowisko mózgu a rozwój glejaka
Jednym z kluczowych odkryć badania jest zależność między poziomem tlenu w danej części mózgu, a typową ploidią występujących tam nowotworów.
Analiza danych historycznych wykazała, że poziom tlenu w danym narządzie korelował z typową ploidią nowotworów tam powstających – mówi dr Nowicka.
W dobrze utlenowanych tkankach (np. w płucach) komórki nowotworowe mogą utrzymywać wysoką liczbę chromosomów. Natomiast w rejonach ubogich w tlen i składniki odżywcze komórki nowotworowe częściej posiadają niższą ploidię.
Wyniki badania sugerują, że dostępność zasobów w mikrośrodowisku mózgu może wpływać na przebieg glejaka i na ryzyko jego nawrotu po terapii.
Nowe możliwości w leczeniu GBM
Rozumienie zależności między metabolizmem, ploidią, a środowiskiem guza może pomóc w opracowaniu skuteczniejszych metod leczenia. Modele matematyczne, takie jak ten stworzony przez międzynarodowy zespół badaczy, mogą posłużyć do:
- Lepszego przewidywania wzrostu guza – co pozwoli na optymalizację terapii indywidualnie dla pacjenta.
- Identyfikacji nowych celów terapeutycznych – w tym strategii ograniczania dostępności składników odżywczych dla komórek o wysokiej ploidi.
- Zrozumienia mechanizmów nawrotu nowotworu – co jest ważne dla opracowania skuteczniejszych metod zapobiegania progresji choroby.
Wyniki badania wskazują, że dostępność składników odżywczych w mózgu wpływa na los komórek nowotworowych, a tym samym na rozwój i nawroty GBM. To ważny krok w stronę lepszego zrozumienia tego śmiertelnego nowotworu i opracowania skuteczniejszych strategii leczenia – ocenia dr Nowicka.
Międzynarodowa współpraca w walce z nowotworami
Artykuł opublikowany w “Cancer Research” to efekt współpracy naukowców z renomowanych ośrodków badawczych, takich jak:
- Moffitt Cancer Center (Floryda),
- Icahn School of Medicine at Mount Sinai (Nowy Jork),
- San Diego State University (Kalifornia).
Glejak wielopostaciowy wciąż pozostaje jednym z największych wyzwań w onkologii, ale dzięki nowoczesnym narzędziom badawczym, takim jak modele matematyczne, naukowcy są coraz bliżej znalezienia skuteczniejszych metod walki z tym śmiertelnym nowotworem.
👉 Tu znajdziesz LINK DO BADANIA
Źródło:
- PAP
