腫瘤中的細胞是不一樣的；它們可能在生長和治療過程中，有著不同的基因突變和不同的特點。這些差異使得腫瘤的治療非常困難，往往會導致腫瘤復發，以更具侵襲性的細胞為主。研究人員，利用數學模型來描述腫瘤中的這些差異，并希望他們的新研究結果將帶來更好的治療方法。
研究人員說：“許多腫瘤表現出不同于正常組織的代謝行為；它們消耗更多的營養物質葡萄糖，并產酸作為副產品。這導致了一種酸性環境，腫瘤細胞能夠更好的適應居住在這種環境中，并促進侵襲性細胞的發展。”
研究人員想確定，腫瘤之間的代謝特性差異，對腫瘤的生長和治療有何影響。他們開發出一種數學模型，檢測腫瘤細胞與周圍正常組織的代謝之間的相互作用。
研究人員發現，在腫瘤中心的細胞可進化到產生更多的酸，比朝向腫瘤外邊緣的細胞具有更高的血糖代謝。這導致中央細胞變得更具侵略性。侵略性細胞往往會前往腫瘤的邊緣，并變得具有侵襲性。
研究人員想確定，治療對腫瘤細胞的代謝和行為有何影響。他們發現，在異質性很高的時候治療腫瘤，可導致朝向腫瘤細胞以外的較少侵略性的細胞層死亡，并使得中央的侵略性細胞變得具有侵襲性。
重要的是，研究人員發現了一個可能的原因——為什么一種治療方法（稱為抗血管生成療法）有時在臨床上沒有療效。抗血管生成療法會阻止血管的生長——腫瘤生長的一個關鍵營養源。原本認為這會剝奪腫瘤的必需營養素，并抑制其生長。研究小組發現，抗血管生成劑不是餓死腫瘤，而是選擇朝向腫瘤中心的細胞，從而產生更積極、更具侵襲性的腫瘤。
該數學模型對于“癌癥如何發展”（通過簡單地研究基因或周圍腫瘤環境不能確定），提供了一個獨特的視角。研究人員指出：“我們堅信，只有通過將數學、計算模型與精心的實驗整合，我們才能將癌癥進展的基因中心觀點和微環境中心觀點相結合。”
|
