癌症是全球主要的死亡原因之一。肿瘤由在遗传和行为上存在差异的细胞组成。这种所谓的肿瘤异质性极大地阻碍了癌症的治愈,因为它使治疗产生耐药性:肿瘤细胞多样性越大,部分细胞产生耐药性并在治疗中存活的可能性就越大。
由德累斯顿工业大学跨学科数字科学中心(CIDS)的科学家领导的一个国际研究团队在理解肿瘤异质性及其对癌症治疗的影响方面取得了宝贵的进展。相关研究结果现已发布。这项研究是与来自挪威、英国和阿拉伯联合酋长国的研究人员合作进行的,探讨了不可逆(即不可逆转)的遗传变化和可逆(即可逆转)的肿瘤细胞行为适应之间的复杂关系。后者使肿瘤细胞能够可逆地调整其特性以适应其环境。专业术语称之为表型可塑性。研究人员证明,肿瘤细胞的适应能力是肿瘤内异质性的重要贡献因素。
该国际研究团队开发了一种新型模型方法,用于描述癌细胞的个体遗传和非遗传特性。研究表明,肿瘤边缘的细胞向更快迁移的方向发展,而肿瘤内部的细胞则向更快生长的方向发展。研究结果还表明,在具有高表型可塑性的肿瘤中,治疗成功的几率明显降低。这一发现为患有胶质母细胞瘤(一种特别恶性的脑肿瘤)患者的异质模式提供了新的解释。该研究结果可能会对未来的治疗方法产生重要影响。
“这项研究是我们多年来专注于细胞、组织和器官中动态生物过程建模的又一成果。我们的众多国际合作项目和研究的重点始终是研究这些结构中的复杂相互作用,从而为诊断、预防和治疗的新方法铺平道路,”计算中心创新方法部负责人安德烈亚斯·德意志教授强调。