Quand les cellules cancéreuses se transforment-elles en cancer à part entière ? Un scientifique de l'Université Rice et son collègue pensent qu'il existe un moyen de le savoir.

Il peut devenir possible pour les biomarqueurs dans le sang de révéler si les cellules mutées ont pris un virage vers la formation de tumeurs, et combien de temps le processus, selon le type de cancer, est susceptible de prendre. Cela pourrait donner aux patients une idée du risque auquel ils sont confrontés avant de tomber malades.

Riz chimiste Anatoly Kolomeisky, avec l'associé de recherche postdoctoral Hamid Teimouri et l'ancienne diplômée Maria Kochugaeva, ont orienté leur expertise théorique dans la modélisation de processus aléatoires (stochastiques) vers le problème de savoir pourquoi les cellules cancéreuses qui sont habituellement détruites par le système immunitaire du corps surmontent parfois un gant de défenses pour devenir des tumeurs.

L'étude en Rapports scientifiques vise à clarifier les aspects microscopiques de l'initiation du cancer, le point auquel les mutations aléatoires se "fixent" dans les cellules, qui les transmettent et finissent par submerger les tissus.

Dans le cadre de leur étude, les chercheurs ont calculé les probabilités de fixation pour 28 types de cancer afin de voir leur corrélation avec les données cliniques disponibles sur les risques de cancer à vie et ont découvert que la corrélation était tout sauf sûre.

"Le problème avec le cancer, c'est que nous le détectons trop tard, " dit Kolomeisky, professeur de chimie et président du département de la Wiess School of Natural Sciences de Rice. Les chercheurs soutiennent que leur « commodité, Une méthode simple et polyvalente pour évaluer la dynamique d'initiation du cancer devrait intégrer la dynamique d'initiation pour des types de cancer spécifiques ainsi que les risques établis au cours de la vie.

Kolomeisky a une longue expérience de découvertes liées aux mécanismes cellulaires, particulièrement lié aux protéines motrices qui transportent la cargaison dans les cellules et à l'édition du génome. Inspiré par un commentaire désinvolte d'un collègue selon lequel ses calculs semblaient pouvoir être liés au cancer, Kolomeisky a cherché à savoir si son approche mathématique pouvait être appliquée à la dynamique d'initiation du cancer.

Sur la base de leurs formules, les chercheurs ont développé un tableau corrélant les risques à vie et les délais d'initiation pour 28 types de cancer et ont trouvé très peu de liens entre les deux. « Cela indique que les risques de cancer à vie ne peuvent pas être utilisés à eux seuls pour évaluer le risque de développer un cancer, " les chercheurs ont écrit, suggérant que les temps de fixation qui indiquent l'initiation de la tumeur sont une mesure plus importante.

Par exemple, le graphique montre que l'adénocarcinome colorectal avec PAF comporte le risque à vie le plus élevé, mais son temps de fixation de 15 ans est près de trois fois celui de l'adénocarcinome duodénum avec PAF, qui est considéré comme ayant un risque à vie beaucoup plus faible. A l'autre extrémité de l'échelle de fixation se trouvent les carcinomes hépatocellulaires, à plus de 31 ans 000 ans.

Leurs calculs ont comparé la "fitness" des cellules individuelles avec des mutations liées au cancer aux cellules normales sans, et à quelle vitesse ils se sont divisés. Les tissus avec des cellules mutantes qui se sont divisés dans un rapport de 1 pour 1 avec des cellules normales étaient les plus lents à « réparer » les tumeurs.

Les chercheurs ont supposé que les cellules mutantes avec un avantage de vitesse répareraient les tumeurs plus rapidement, et ils avaient raison. Mais ils ont été surpris lorsque leurs modèles ont montré que les cellules présentant des mutations désavantageuses (division plus lente que la normale) étaient également parfois plus rapides à réparer que les cellules normales.

"Les gens supposent, généralement inconsciemment, que quelque chose de plus probable se produira plus rapidement, " a déclaré Kolomeisky. " Mais nous avons constaté que ce n'est pas le cas pour les cancers. Les médecins ne devraient pas prendre des décisions simplement sur le risque à vie, comme c'est généralement le cas, mais aussi sur la dynamique que nous avons calculée comme nos principaux résultats.

"Les points principaux sont que nous pouvons calculer, avec beaucoup d'hypothèses, le temps moyen avant le début du cancer, " at-il dit. "Nous soutenons également que la probabilité de cancer n'est généralement pas bien corrélée avec le moment où il commence. Quelque chose de plus probable n'est pas nécessairement rapide."

Les cellules mutantes qui libèrent des biomarqueurs dans la circulation sanguine peuvent fournir un meilleur moyen de détecter les conditions précancéreuses.

"À l'avenir, cela pourrait faire partie de la médecine personnalisée, " a déclaré Kolomeisky. " Un médecin vous fait passer un test et vérifie la fraction de cellules mutées dans vos tissus.

Ensuite, vous pouvez estimer combien de temps il faudrait avant que les cellules mutées n'occupent tout le tissu. Si c'est 100 ans, vous ne devriez probablement pas trop vous inquiéter. Mais si c'est un an, alors vous devrez peut-être prendre des mesures drastiques."

Il a déclaré que le modèle s'améliorera certainement à mesure que des paramètres plus pertinents seront intégrés. Mais tout ce qu'il produit aujourd'hui et à l'avenir ne doit pas dissuader d'adopter un mode de vie sain.

"Nous ne disons pas que vous aurez ou n'aurez pas le cancer quoi que vous fassiez, " dit Kolomeisky. " Juste que la probabilité est différente. Si vous fumez, si vous ne mangez pas bien ou ne faites pas d'exercice, la probabilité sera plus élevée."