Hur enskilda cancerceller ändrar sig över tid, kan förklara varför hjärntumörer utvecklas så olika. Och även varför en del cancerceller är resistenta mot vissa behandlingar. En ny metod att kartlägga cancercellernas utveckling kan göra det enklare att ta fram nya effektiva läkemedelskombinationer.
En hjärntumör består av en mängd olika sorters cancerceller, med olika egenskaper som delvis liknar celltyper som finns i en frisk hjärna. Hur den här mångfalden uppkommer har tidigare varit svårt att studera men är av avgörande betydelse för vilken strategi som kan användas för läkemedelsutveckling. Om cancercellerna är hierarkiskt organiserade vore det taktiskt att angripa cellerna högst upp i hierarkin för att kunna reducera tumören. Om organisationen mellan celltyper däremot är mer flexibel behövs andra behandlingsstrategier.
Ny metod följer enskilda tumörcellers utveckling
– För att förstå hur de olika cancercelltyperna är organiserade var vi tvungna att utveckla en metod för att följa enskilda celler och deras avkomma över tid. Vi behövde också ett tillvägagångssätt för att kvantitativt utvärdera resultaten, och därför växte ett tvärvetenskapligt samarbete fram, säger Sven Nelander, professor i integrativ cancerforskning vid Uppsala universitet.
Cancerceller organiseras både hierarkiskt och flexibelt
Den nya metoden har tagits fram i samarbete med Chalmers tekniska högskola. Forskarna har kombinerat profilering av enskilda celler med hjälp av så kallad barcoding-teknik med matematisk modellering och datorsimuleringar. Genom att applicera metoden på cancerceller från tre olika patienter med hjärntumör, har forskarna visat att organisationen verkar vara hierarkisk men med ett visst mått av flexibilitet. Det finns också tydliga patientspecifika inslag. De har även visat att själva organisationen påverkas av läkemedelsbehandling.
Nya kombinationer av läkemedel kan angripa tumören
– Det verksamma ämnet temozolomid, som är standardbehandlingen mot hjärntumörer, verkar styra cellerna mot en mer invaderande celltyp. Enligt vår modell skulle temozolomid, i kombination med ett läkemedel som riktar sig specifikt mot denna celltyp, vara ett effektivt sätt att angripa tumören, säger Ida Larsson, doktorand och en av studiens huvudförfattare.
– Vi tror att den här nya metoden har stor potential. Förutom att hjälpa utvecklingen av behandlingar mot hjärntumörer kan vår metod användas på andra cancertyper där det i dag inte finns effektiva behandlingsmetoder, säger hon.
Vetenskaplig artikel:
Modeling glioblastoma heterogeneity as a dynamic network of cell states, Ida Larsson et al (2021), Molecular Systems Biology
Kontakt:
Sven Nelander, professor i integrativ cancerforskning vid Uppsala universitet, sven.nelander@igp.uu.se
Ida Larsson, doktorand vid Uppsala universitet, ida.larsson@igp.uu.se
Erika Dalmo, doktorand vid Uppsala universitet, erika.dalmo@igp.uu.se
