La última investigación realizada por científicos de la Universidad de Rice muestra que puede haber un atajo para prevenir el cáncer


La última investigación realizada por científicos de la Universidad de Rice muestra que puede haber un atajo para prevenir el cáncer

Informe de Mysterious Earth uux.cn Según cnBeta: una nueva teoría sugiere que hay pocas formas directas para que las mutaciones se establezcan en las células y causen tumores. Para muchos investigadores, el camino hacia la prevención del cáncer es largo y difícil. Sí, pero un estudio reciente realizado por científicos de la Universidad de Rice sugiere que puede haber un atajo.

El científico de la Universidad de Rice, Anatoly Kolomeisky, el investigador postdoctoral Hamid Teimouri y el investigador asociado Cade Spaulding están desarrollando un marco teórico que explicará cómo los cánceres causados ​​por mutaciones en varios genes son más fáciles de identificar y quizás prevenir.

Hace esto detectando e ignorando vías de transición que no contribuyen significativamente a la fijación de mutaciones en células que luego se convierten en tumores.

El estudio, publicado en Biophysical Journal el 13 de mayo, hora local, detalla su análisis del panorama energético eficiente de las vías de transformación celular asociadas con algunos tipos de cáncer. Reducción del número de vías a la más probable La capacidad de iniciar un cáncer puede ayudar a desarrollar estrategias para interrumpir el proceso antes de que comience.

Kolomeisky, profesor de química e ingeniería química y biomolecular, dijo: "En cierto sentido, el cáncer es una mala historia. Pensamos que podíamos reducir la probabilidad de este fin buscando una colección de mutaciones de baja probabilidad que generalmente conducen al cáncer. Dependiendo del tipo de cáncer, esto podría ser entre dos mutaciones y 10 mutaciones".

El cálculo de las energías efectivas que gobiernan las interacciones en los sistemas biomoleculares puede ayudar a predecir cómo se comportarán. La teoría se usa ampliamente para predecir cómo se plegará una proteína según la secuencia de sus átomos constituyentes y cómo interactúan.

El equipo de la Universidad de Rice está aplicando la misma idea a las vías de iniciación del cáncer. Estas vías funcionan en las células, pero a veces incluyen mutaciones que no son detectadas por las medidas protectoras del cuerpo. Cuando dos o más de estas mutaciones se fijan en una célula, se transportado a medida que la célula se divide y se desarrolla el tumor.

Kolomeisky dijo: "No estamos analizando todas las reacciones químicas posibles, sino identificando las pocas que es posible que debamos analizar. Desde nuestro punto de vista, la mayoría de los tejidos involucrados en la iniciación del cáncer están tratando de ser lo más homogéneos posible. . La regla es que el camino para reducir la heterogeneidad es siempre el camino más rápido para la formación de tumores”.

La gran cantidad de vías potenciales parece hacer que reducirlas sea un problema complicado. "Pero resultó ser útil usar nuestra intuición química y construir un paisaje de energía libre eficiente que nos permitió calcular el proceso en el que una mutación podría asentarse abajo en la celda", dijo Kolomeisky.

Se entiende que el equipo simplificó los cálculos centrándose inicialmente en las vías que involucran solo dos mutaciones que, una vez reparadas, pueden causar tumores. Kolomeisky señaló que los mecanismos que involucran más mutaciones complicarían los cálculos, pero el procedimiento seguiría siendo el mismo.

La mayor parte del crédito es para Spaulding, quien, bajo la guía de Teimouri, creó el algoritmo que simplificó enormemente los cálculos. El asistente de investigación visitante tenía 12 años cuando conoció a Kolomeisky para recibir orientación. graduado de la escuela secundaria, se unió al laboratorio Rice el año pasado a los 16 años y asistirá a la Universidad Trinity en San Antonio este otoño.

“A pesar de su corta edad, Cade tiene una excelente habilidad para programar computadoras e implementar algoritmos complejos”, dijo Kolomeisky. “Ideó con las simulaciones de Monte Carlo más eficientes para probar nuestra teoría, donde la escala del sistema es mil millones las células pueden estar involucradas".

Spaulding dijo que el proyecto combina química, física y biología, lo cual está en línea con sus intereses y sus habilidades de programación de computadoras. Dijo: "Es una buena manera de combinar todas las ramas de la ciencia y la programación. Es lo que encuentro más interesante ."

Esta investigación sigue a un artículo de 2019 en el que el laboratorio de Rice modeló procesos estocásticos para comprender por qué algunas células cancerosas pueden superar las defensas del cuerpo y desencadenar la propagación de enfermedades.

Kolomeisky señala, pero comprender cómo estas células se convierten en células cancerosas en primer lugar puede ayudar a mantenerlas fuera en un momento crítico. Dijo: "Esto tiene implicaciones para la medicina personalizada. Si las pruebas de tejido pueden encontrar mutaciones, nuestro marco podría decirle si tiene riesgo de desarrollar un tumor y si necesita chequeos más frecuentes. Creo que este poderoso marco puede ser una herramienta de prevención".




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