Jalan pintas untuk Mencegah Kanser

Untuk lebih memahami dan mungkin mencegah kanser yang disebabkan oleh pelbagai mutasi genetik, penyelidik Universiti Rice sedang membina rangka kerja teori.

Satu teori baru mencadangkan bahawa mutasi mempunyai beberapa cara mudah untuk mewujudkan diri mereka dalam sel dan menyebabkan tumor

Bagi kebanyakan penyelidik, jalan untuk mencegah kanser adalah panjang dan sukar, tetapi kajian terbaru oleh Universiti beras saintis mencadangkan bahawa mungkin terdapat jalan pintas.

Rangka kerja teori sedang dibangunkan oleh saintis Rice Anatoly Kolomeisky, penyelidik pasca doktoral Hamid Teimouri, dan pembantu penyelidik Cade Spaulding yang akan menerangkan bagaimana kanser yang disebabkan oleh beberapa mutasi genetik mungkin lebih mudah dikenali dan mungkin dicegah.

Cade Spaulding, Anatoly Kolomeisky, dan Hamid Teimouri

Makalah baharu oleh makmal Rice University menunjukkan cara meningkatkan kemungkinan mengenal pasti mutasi penyebab kanser sebelum tumor berlaku. Pengarang adalah, dari kiri, Cade Spaulding, Anatoly Kolomeisky, dan Hamid Teimouri. Kredit: Universiti Rice

Ia melakukan ini dengan mengesan dan mengabaikan laluan peralihan yang tidak menyumbang dengan ketara kepada penetapan mutasi dalam sel yang kemudiannya menjadi tumor.

Kajian itu, yang diterbitkan pada 13 Mei 2022 dalam Jurnal Biofizikal, memperincikan analisis mereka tentang landskap tenaga berkesan laluan transformasi selular yang disambungkan kepada beberapa kanser. Keupayaan untuk menyempitkan bilangan laluan kepada mereka yang paling berkemungkinan untuk memulakan kanser boleh membantu dalam pembangunan strategi untuk mengganggu proses sebelum ia bermula.

“Dalam beberapa segi, kanser adalah kisah malang,” kata Kolomeisky, seorang profesor kimia dan kejuruteraan kimia dan biomolekul. “Kami fikir kami boleh mengurangkan kebarangkalian nasib malang ini dengan mencari koleksi mutasi berkemungkinan rendah yang biasanya membawa kepada kanser. Bergantung pada jenis kanser, ini boleh berkisar antara dua mutasi dan 10.”

Mengira tenaga berkesan yang mengawal interaksi dalam sistem biomolekul boleh membantu menjangka bagaimana mereka akan berkelakuan. Teori ini digunakan secara meluas untuk menjangka bagaimana protein akan melipat berdasarkan urutan atom konstituennya dan cara ia berinteraksi.

Pasukan Rice menggunakan idea yang sama pada laluan permulaan kanser yang berfungsi dalam sel tetapi kadangkala termasuk mutasi yang tidak dapat dikesan oleh perlindungan badan. Apabila dua atau lebih mutasi ini ditetapkan dalam sel, ia dijalankan apabila sel membahagi dan tumor berkembang.

Algoritma Universiti Beras

Algoritma yang dibangunkan di Rice University mengenal pasti dan mengabaikan laluan peralihan yang tidak banyak menyumbang kepada penetapan mutasi dalam sel yang seterusnya membentuk tumor. Kredit: Hamid Teimouri/Universiti Beras

Mengikut pengiraan mereka, kemungkinannya memihak kepada laluan yang paling dominan, yang membawa mutasi ke hadapan sambil membelanjakan paling sedikit tenaga, kata Kolomeisky.

“Daripada melihat semua kemungkinan tindak balas kimia, kami mengenal pasti beberapa yang mungkin perlu kami lihat,” jelasnya. “Nampaknya kebanyakan tisu yang terlibat dalam permulaan kanser cuba menjadi homogen yang mungkin. Peraturannya ialah laluan yang mengurangkan heterogeniti sentiasa akan menjadi yang terpantas di jalan menuju pembentukan tumor.”

Sebilangan besar kemungkinan laluan nampaknya menjadikan menyempitkan mereka sebagai masalah yang sukar diatasi. “Tetapi ternyata bahawa menggunakan intuisi kimia kami dan membina landskap tenaga bebas yang berkesan membantu dengan membolehkan kami mengira di mana dalam proses mutasi berkemungkinan terpaku dalam sel,” kata Kolomeisky.

Pasukan ini memudahkan pengiraan dengan memfokuskan pada mulanya pada laluan yang melibatkan hanya dua mutasi yang, apabila diperbaiki, memulakan tumor. Kolomeisky berkata mekanisme yang melibatkan lebih banyak mutasi akan merumitkan pengiraan, tetapi prosedurnya tetap sama.

Sebahagian besar kredit diberikan kepada Spaulding, yang di bawah arahan Teimouri mencipta algoritma yang sangat memudahkan pengiraan. Pembantu penyelidik pelawat berusia 12 tahun ketika pertama kali bertemu Kolomeisky untuk meminta bimbingan. Setelah lulus dari sekolah menengah Houston dua tahun lebih awal, dia menyertai makmal Rice tahun lepas pada usia 16 tahun dan akan menghadiri Universiti Trinity di San Antonio pada musim gugur ini.

“Cade mempunyai kebolehan cemerlang dalam pengaturcaraan komputer dan dalam melaksanakan algoritma yang canggih walaupun usianya sangat muda,” kata Kolomeisky. “Dia menghasilkan simulasi Monte Carlo yang paling cekap untuk menguji teori kami, di mana saiz sistem boleh melibatkan sehingga satu bilion sel.”

Spaulding berkata projek itu menyatukan kimia, fizik dan biologi dengan cara yang sesuai dengan minatnya, bersama dengan kemahiran pengaturcaraan komputernya. “Ia adalah cara yang baik untuk menggabungkan semua cabang sains dan juga pengaturcaraan, yang saya dapati paling menarik,” katanya.

Kajian itu mengikuti kertas kerja 2019 di mana makmal Beras memodelkan proses stokastik (rawak) untuk mengetahui sebab sesetengah sel kanser mengatasi pertahanan badan dan mencetuskan penyebaran penyakit itu.

Tetapi memahami bagaimana sel-sel tersebut menjadi barah pada mulanya boleh membantu mengetuai mereka di laluan, kata Kolomeisky. “Ini mempunyai implikasi untuk perubatan peribadi,” katanya. “Jika ujian tisu boleh menemui mutasi, rangka kerja kami mungkin memberitahu anda jika anda berkemungkinan menghidap tumor dan sama ada anda perlu menjalani pemeriksaan lebih kerap. Saya fikir rangka kerja yang berkuasa ini boleh menjadi alat untuk pencegahan.”

Yayasan Welch (C-1559), Yayasan Sains Kebangsaan (1953453, 1941106) dan Pusat Fizik Biologi Teoretikal (2019745) yang disokong NSF menyokong penyelidikan.

Rujukan: “Laluan optimum mengawal penetapan pelbagai mutasi semasa permulaan kanser” oleh Hamid Teimouri, Cade Spaulding dan Anatoly B. Kolomeisky, 13 Mei 2022, Jurnal Biofizikal.
DOI: 10.1016/j.bpj.2022.05.011

We wish to say thanks to the author of this short article for this remarkable content

Jalan pintas untuk Mencegah Kanser


You can find our social media profiles , as well as other pages related to it.https://paw6.info/related-pages/