Istraživači sa Univerziteta u Kelnu i Centra za genomsku regulaciju (CRG) u Barseloni otkrili su da rak raste jednoliko u svojoj masi, a ne na spoljnim ivicama. Rad, objavljen u časopisu eLife, dovodi u pitanje decenijama stare pretpostavke o tome kako bolest raste i širi se.
„Osporavamo ideju da je tumor entitet ‘dve brzine’ sa ćelijama koje se brzo dele na površini i sporijom aktivnošću u jezgru. Umesto toga, pokazujemo da su to uniformno rastuće mase, gde je svaki region podjednako aktivan i ima potencijal. da sadrži agresivne mutacije“, kaže dr Donate Veghorn, ko-korespondentni autor studije i istraživač u Centru za genomsku regulaciju u Barseloni.
„Naša otkrića imaju implikacije na evoluciju tumora. Stalno gomilanje ćelija koje umiru i koje se zamenjuju novim u celom volumenu tumora daje raku mnoge mogućnosti za evolucione inovacije, kao što je bežanje od imunološkog nadzora“, objašnjava prof. Johanes Berg, ko-dopisnik. autor studije i istraživač na Univerzitetu u Kelnu.
Poslednjih 50 godina, istraživači su pretpostavili da tumori rastu brže na svojim spoljnim ivicama. Smatra se da ćelije raka na površini imaju prirodne prednosti u poređenju sa ćelijama duboko u sebi. Na primer, periferne ćelije imaju bolji pristup hranljivim materijama i kiseoniku iz okolnih zdravih tkiva. Oni takođe mogu lakše da se otarase svog otpada.
Kako tumor raste, njegov centar se sve više udaljava od krvnih sudova u oblasti u kojoj raste. Ćelije u jezgru tumora dobijaju sve manje kiseonika i hranljivih materija. Ćelije su takođe pod većim mehaničkim pritiskom, a kompresija ograničava njihovu sposobnost podele.
Uprkos ovoj teoriji, studija je otkrila da tumori rastu u celoj svojoj masi. Istraživači su došli do otkrića zahvaljujući prostornoj genomici, tehnici koja se koristi za proučavanje genetskih informacija ćelija na njihovim tačnim lokacijama unutar tkiva.
Tim je dobio podatke iz prethodnih studija u kojima su uzete stotine malih uzoraka iz različitih delova tumora jetre, kako u dvodimenzionalnom tako i u trodimenzionalnom prostoru. Ovo je dalo detaljnu mapu mutacija širom tumora.
Oni su posmatrali mutacije u svakom od uzoraka i razvili metod za merenje pravca i širenja ovih mutacija, omogućavajući im da izračunaju uglove između položaja roditeljskih ćelija i njihovog mutiranog potomstva.
U modelu površinskog rasta, ovi uglovi bi bili usmereni ka spolja. Umesto toga, istraživači su otkrili da su uglovi ravnomerno raspoređeni u svim pravcima, pokazujući ujednačen rast u celom tumoru.
Studija je takođe posmatrala kako se mutacije šire unutar tumora. Kada bi ćelije raka rasle uglavnom na ivicama, mutacije bi bile više grupisane. Otkrili su da su mutacije raširene, što sugeriše da se ćelije dele po celom tumoru.
Da bi dalje potvrdili svoje nalaze, istraživači su koristili kompjuterske simulacije za kreiranje različitih virtuelnih tumora, neki sa rastom površine, a drugi sa rastom zapremine. Istraživači su uporedili obrasce mutacija iz simulacija sa obrascima pronađenim u stvarnim podacima o tumoru.
Otkrili su da se obrasci mutacija u stvarnim tumorima poklapaju sa obrascima iz simulacija rasta zapremine, ali ne i sa simulacijama rasta površine.
Jedno od ograničenja studije je to što se fokusiralo na rak jetre, tako da se nalazi možda ne primenjuju univerzalno na sve vrste raka. Drugo ograničenje je da studija uglavnom pruža uvid u rane faze rasta tumora, koji možda neće u potpunosti obuhvatiti ponašanje većih ili metastatskih tipova raka.
„Pojava mutanata koji daju rezistenciju na terapiju je važan aspekt kliničke važnosti. Naš rad se fokusira na ranom stadijumu rasta tumora, ali proširenje istraživanja na mutacije koje se javljaju kasnije može nam reći više o tim mutacijama i zašto one na kraju sprečavaju mnoge terapijski pristupi“, zaključuje dr Berg.
