Die ungewöhnliche Strategie, die mehr Ärzte zur Krebsbehandlung verwenden

Krebs war der zweithäufigste Todesursache in den USA im Jahr 2020. Obwohl Milliarden von Dollar in die Krebsforschung geflossen sind, sind die Ergebnisse für viele Patienten immer noch enttäuschend, die Hunderttausende von Dollar zahlen, um ihr Leben nur um wenige Monate zu verlängern. Aber warum versagen Krebstherapien?

ich bin ein Doktorand am Moffitt Cancer Center und der University of South Florida der mathematische und evolutionäre Theorien entwickelt und anwendet, um zu verstehen, wie Krebs funktioniert und wie man ihn am besten behandelt. Und ich glaube, dass eine Annäherung an die Krebsbehandlung unter dem Blickwinkel von Ökologie und Evolution Ärzten und Forschern helfen kann, sich mit dieser Frage auseinanderzusetzen und Krebs effektiver zu bekämpfen.

Jahrzehntelang bestand die Standardbehandlung von Krebs darin, Patienten mit der maximal verträglichen Dosis eines Medikaments zu bombardieren, um so viele Krebszellen wie möglich abzutöten und gleichzeitig unerwünschte Nebenwirkungen zu minimieren.

Die Krebszellen, aus denen ein Tumor besteht, sind jedoch nicht alle gleich. Durch einen zufälligen Zufall entwickeln einige dieser Zellen Mutationen oder Veränderungen im genetischen Material der Zelle, die sie immun gegen ein Medikament machen. Diese Zellen können sich dann vermehren und den Tumor neu besiedeln, was zu einer therapeutischen Resistenz führt, die das Medikament unwirksam macht.

Wenn dies auftritt, wechseln Ärzte normalerweise zu einem anderen Medikament, das auf einen anderen Aspekt der Krebszellen abzielt. Dies geht so lange, bis eine Therapie den Krebs wirksam unter Kontrolle bringen kann oder keine Medikamente mehr zur Verfügung stehen. Ab diesem Zeitpunkt erhalten die Patienten eine Hospizversorgung, um ihre letzten Tage so angenehm wie möglich zu gestalten.

Dieses Protokoll hat zur Entwicklung einer Vielzahl von Medikamenten geführt, die auf spezifische Merkmale der Tumorbiologie abzielen, von der Stärkung des natürlichen Abwehrsystems des Körpers bis hin zur Blockierung chemischer Signale an den Krebszellen, um deren Wachstum zu verhindern. Obwohl sich einige dieser Medikamente bei einer Untergruppe von Patienten als unglaublich wirksam erwiesen haben, ist dieser Ansatz funktioniert nicht bei jedem .

Um die Langzeitergebnisse für alle Patienten zu verbessern, stellen Krebsforscher zwei kritische Fragen: Wie wachsen Tumore und wie werden sie resistent? Ein Blick auf Krebs durch die Linse von Ökologie und Evolution oder wie sich die Umgebung des Körpers im Laufe der Zeit formt und von sich entwickelnden Krebszellen geformt wird, kann helfen, diese Fragen zu beantworten.

Eine Möglichkeit, dies zu durchdenken, ist mit Evolutionäre Spieltheorie , das mithilfe rigoroser Mathematik versucht, vorherzusagen, wie etwas auf Veränderungen in seiner Umgebung so reagiert, dass seine Fitness oder seine Reproduktionsfähigkeit maximiert werden.

Evolutionäre Spieltheorie kann Forschern helfen, die Wirkung von selektiven Drücken , das sind externe Faktoren, die das Überleben eines Organismus beeinflussen. Im Fall von Krebs können selektiver Druck Therapien sein, und EGT hilft Forschern, ihre Auswirkungen auf die Interaktion von Krebszellen untereinander und mit ihrer Umgebung zu verstehen.

Betrachten Sie zum Beispiel das Prinzip der Doppelbindung . In der Natur bezieht sich dies darauf, wie die Taktik einer Beute, einem Raubtier auszuweichen, zu einer erhöhten Anfälligkeit der Beute für ein anderes führt. Zum Beispiel suchen Rennmäuse Zuflucht vor Eulen, indem sie sich in Büschen verstecken, die über die Wüste verstreut sind. Aber Schlangen warten darauf, unter einigen dieser Büsche zuzuschlagen. Die Taktik der Rennmaus, einem Raubtier auszuweichen, macht sie anfälliger für das andere.

In ähnlicher Weise können bei Krebs Therapien so verabreicht werden, dass eine Doppelbindung wodurch die wachsende Resistenz des Krebses gegen eine Therapie ihn verlässt anfälliger für andere Therapien . Dies bringt den Krebs in eine evolutionäre Falle aus eigenen Anpassungen erstellt.

Diese mathematischen Modelle haben den Weg geebnet für die Entwicklung von Therapien Anwendung von Prinzipien aus Ökologie und Evolution, um Krebs besser zu behandeln und zu managen. Zum Beispiel ein Klinische Studie zu Lungenkrebs gab den Patienten eine Immuntherapie, die dem körpereigenen Immunsystem beibringt, Krebszellen zu erkennen und zu zerstören, gefolgt von einer Chemotherapie, die Krebszellen direkt abtötet. Die Exposition gegenüber der ersten Behandlung sensibilisierte die Krebszellen für die zweite, wodurch die kombinierten Behandlungen wirksamer wurden, als sie allein gewesen wären.

Die evolutionäre Spieltheorie kann Forschern und Onkologen helfen, effektiver vorherzusagen, wie Krebs auf verschiedene Behandlungen anspricht, und dies möglicherweise zu kontrollieren Evolutionsbahn von Krebs . Dies könnte dazu beitragen, optimale Ergebnisse für die Patienten zu gewährleisten.

Obwohl es bei der Behandlung von Krebs viele Fortschritte gegeben hat, ist es noch ein langer Weg, um alle Formen von Krebserkrankungen behandelbar zu machen. Ein vielversprechender Weg zu diesem Ziel besteht darin, die Kraft der Evolution zu nutzen, um den Druck auf den Krebs aufrechtzuerhalten.

Anuraag Bukkuri ist Doktorand in integrierter mathematischer Onkologie an der University of South Florida.