Όταν οι σκαθάρια πεύκης εισέβαλαν στα βορειοαμερικανικά δάση, έριξαν ένα λεπτό οικοσύστημα από την ισορροπία. Επίσης, τα καρκινικά κύτταρα συμπεριφέρονται σαν επιβλαβή χωροκατακτητικά είδη. Φωτογραφία από τον χρήστη Flickr Kneale Quayle
Μερικές φορές, το να σκεφτόμαστε ένα παλιό πρόβλημα από μια αναζωογονητική νέα γωνία είναι ακριβώς το πράγμα που χρειάζεται για να βρούμε αυτή τη στιγμή της ώρας.
Ο καρκίνος, ένας από τους πιο γνωστούς ιατρικούς κακοποιούς, έχει μελετηθεί έντονα στη σημερινή εποχή της σύγχρονης ιατρικής. Όμως, ένας αυξανόμενος αριθμός ερευνητών πιστεύει ότι η προσέγγιση μιας νέας προσέγγισης για την κατανόηση της νόσου μπορεί να οδηγήσει σε κάποιες καινοφανείς ιδέες και ίσως λύσεις. Και το θέμα που ελπίζουν μπορεί να χρησιμεύσει ως παράθυρο στη μελέτη του καρκίνου μπορεί να σας εκπλήξει: οικολογία.
Στην ονομαστική τους αξία, η ογκολογία και η οικολογία φαίνονται πολύ διαφορετικές. Για αρχάριους, κάποιος εντοπίζεται σε συγκεκριμένα κύτταρα στο σώμα, ενώ ο άλλος εξ ορισμού εκτείνεται σε ολόκληρο τον κόσμο. Ωστόσο, αντί να επισημάνουμε τον καρκίνο ως ομάδα μεταλλαγμένων κυττάρων, όπως συμβαίνει με τη σκέψη, θα πρέπει να δούμε τον καρκίνο ως μια διατάραξη της ισορροπίας ενός σύνθετου μικροπεριβάλλοντος στο ανθρώπινο σώμα. Όπως ένας καταστροφικός διηθητικός σκαθάρι που τρώει το δρόμο του μέσα από δάση στο Κολοράντο, μια νέα ασθένεια που ξεσπά σε πληθυσμούς άγριων πουλιών ή καταγραφείς που κόβουν τμήματα του τροπικού δάσους του Αμαζονίου, ο καρκίνος ρίχνει ένα κλειδί μαϊμού σε ένα κατά τα άλλα ήρεμο, ισορροπημένο σύστημα.
Αυτός ο τρόπος σκέψης καθιστά τον καρκίνο πιο περίπλοκο από ό, τι είναι ήδη, αλλά θα μπορούσε να προσφέρει πληροφορίες που τελικά καθιστούν τον καρκίνο πιο θεραπευτικό, προτείνουν ερευνητές του Κέντρου Καρκίνου Moffet σε ένα έγγραφο που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Interface Focus .
"Ο Αϊνστάιν είναι γνωστό ότι είπε ότι όλα πρέπει να γίνουν όσο το δυνατόν απλούστερα, αλλά όχι απλούστερα" γράφουν. "Αποδεικνύεται ότι η πολυπλοκότητα έχει τη θέση της και, τόσο άνετα όσο θα ήταν για τους βιολόγους καρκίνου για να μελετήσουν τα κύτταρα όγκου μεμονωμένα, αυτό κάνει τόσο νόημα όσο η προσπάθεια να κατανοήσουμε τους βατράχους χωρίς να θεωρούμε ότι τείνουν να ζουν κοντά σε βάλτους και πανηγυρίζουν στα έντομα . "
Έχουμε την τάση να σκεφτόμαστε τον καρκίνο μόνο από την άποψη των μεταλλαγμένων κυττάρων, συνεχίζουν οι συγγραφείς. Αλλά η υιοθέτηση αυτής της στενής προσέγγισης είναι σαν να προσπαθούμε να καταλάβουμε γιατί ένας βάτραχος έχει κολλώδη γλώσσα χωρίς να λαμβάνει υπόψη ότι οι βατράχοι χρησιμοποιούν τις γλώσσες τους για να πιάσουν έντομα. Τα καρκινικά κύτταρα, επίσης, χρειάζονται πλαίσιο. Ένα ατρόμητο κύτταρο καρκίνου, για παράδειγμα, μπορεί να τοποθετηθεί δίπλα σε ένα αιμοφόρο αγγείο όχι τυχαία, αλλά έτσι μπορεί να αποκτήσει περισσότερα θρεπτικά συστατικά και οξυγόνο για να υποστηρίξει τον απεριόριστο διαχωρισμό του.
Τα καρκινικά κύτταρα πρέπει να ανταγωνίζονται εντός του σώματος για θρεπτικά συστατικά και άλλους πόρους, ακριβώς όπως τα ζώα που ζουν σε ένα περιβάλλον πρέπει να ανταγωνίζονται μεταξύ τους για να επιβιώσουν. Αυτό σημαίνει ότι ο καρκίνος, όπως οποιοσδήποτε οργανισμός, πρέπει να προσαρμοστεί στο περιβάλλον του προκειμένου να ευδοκιμήσει. Οι ερευνητές εξηγούν:
Τώρα αρχίζει να είναι ευρέως αποδεκτό ότι ο καρκίνος δεν είναι απλώς μια γενετική ασθένεια, αλλά αυτός στον οποίο η εξέλιξη παίζει καθοριστικό ρόλο. Αυτό σημαίνει ότι τα καρκινικά κύτταρα εξελίσσονται, προσαρμόζονται και αλλάζουν το περιβάλλον στο οποίο ζουν. Αυτοί που δεν θα το κάνουν τελικά θα εξαφανιστούν. Αυτοί που το κάνουν, θα έχουν την ευκαιρία να εισβάλουν και να μετασταθούν. Η ικανότητα ενός κυττάρου όγκου να προσαρμόζεται σε ένα νέο περιβάλλον θα καθορίζεται έτσι από το περιβάλλον και τα κυτταρικά είδη από την αρχική περιοχή, στην οποία έχει ήδη προσαρμοστεί επιμελώς.
Έτσι πώς μπορεί όλη αυτή η θεωρία να εφαρμοστεί στην πραγματική ζωή; Η περιβαλλοντική προσέγγιση για την κατανόηση του καρκίνου είναι τόσο περίπλοκη που αποκλείει τα φυσιολογικά πειράματα. θα μπορούσαν εύκολα να πάει στραβά με τόσες πολλές διαφορετικές συνιστώσες να εξετάσει. Αντ 'αυτού, οι ερευνητές προτείνουν να στραφούν σε μαθηματικά και υπολογιστικά για την κατανόηση του μεγαλύτερου περιβάλλοντος που οδηγεί στον καρκίνο. Οι οικολόγοι χρησιμοποιούν μια τέτοια μαθηματική προσέγγιση, τη θεωρία των παιχνιδιών, ως έναν τρόπο μελέτης της εξελικτικής βιολογίας και τον τρόπο με τον οποίο αλληλεπιδρούν τα ζώα:
Η δύναμη της φυσικής επιλογής διατηρεί τα κατοχυρωμένα οικοσυστήματα εστιασμένα στη βελτιστοποίηση της κατώτατης γραμμής: μακροπρόθεσμη αναπαραγωγή. Στα παιχνίδια που μελετούν οι θεωρητικοί του εξελικτικού παιχνιδιού, τα άτομα ανταγωνίζονται για τους διαθέσιμους πόρους χρησιμοποιώντας μια ποικιλία στρατηγικών. Αυτά τα χαρακτηριστικά και οι συμπεριφορές, γνωστές ως φαινοτυπική στρατηγική, καθορίζουν τους νικητές και τους ηττημένους της εξέλιξης.
Οι στρατηγικές συμπεριφοράς μπορούν να αλλάξουν ανάλογα με τη φύση του ζώου και το πλαίσιο της κατάστασης. Εδώ είναι ένα υποθετικό παράδειγμα, βασισμένο στη σκέψη της θεωρίας παιγνίων: Εάν δύο ύαινες σκάβουν σε ένα μεγάλο, νόστιμο σκουλήκι wildebeest, θα μοιραστούν ευτυχώς αυτόν τον πόρο. Αλλά εάν δύο λιοντάρια βρουν το ίδιο σφάγιο, θα αγωνιστούν για αποκλειστικά δικαιώματα για να το τρώνε, πράγμα που σημαίνει ότι ένα λιοντάρι αναδύεται νικηφόρα και παίρνει όλα τα κηλιδωτά λάστιχα, ενώ το άλλο δεν παίρνει τρόφιμα-plus τραυματίζεται. Τέλος, αν ένα λιοντάρι συναντήσει μια υένα στο σφάγιο, η υένα θα βιδώσει, παραδίδοντας τα αγαθά του στο ισχυρότερο λιοντάρι. Με άλλα λόγια, οι παίκτες της θεωρίας παιγνίων μπορούν να αντιδράσουν με έναν από τους τρεις τρόπους ανάλογα με το ποιοι είναι και τι συμβαίνει: μπορούν να μοιραστούν, να πολεμήσουν ή να απολεσθούν.
Όπως ένα στρώμα ξεκάθαρης ζούγκλας ή ένα χωροκατακτητικό είδος που εξαντλείται αργά και αφήνει ένα ίχνος βλάβης στο πέρασμά του, ένας όγκος, όπως ο ανωτέρω, επηρεάζει και επηρεάζεται από τον ιστό στο περιβάλλον του. Φωτογραφία από τον χρήστη Flickr Ed Uthman
Παρόμοια παιχνίδια μπορούν να παιχτούν με κύτταρα όγκου. "Ένα καλό παράδειγμα θα ήταν ένας όγκος με κύτταρα που απομακρύνονται όταν έρχονται αντιμέτωποι με σπάνια μέσα (κινητικά) και κύτταρα που παραμένουν για να τα χρησιμοποιήσουν (πολλαπλασιαστικό)", γράφουν οι συγγραφείς. Ωστόσο, για να γίνουν τα πράγματα ακόμα πιο περίπλοκα, τα κύτταρα όγκου είναι γνωστό ότι αλλάζουν τη συμπεριφορά τους καθώς πολλαπλασιάζονται και μετατρέπονται σε όλο το σώμα, πράγμα που σημαίνει ότι θα μπορούσαν να αλλάξουν από μια υένα σε ένα λιοντάρι.
Ένα κρίσιμο πράγμα που η θεωρία των παιχνιδιών σε ένα επίπεδο οικοσυστήματος μας δείχνει, συνεχίζουν, είναι ότι η επικεντρωμένη αδιακρίτως στη θανάτωση όσο το δυνατόν περισσότερων καρκινικών κυττάρων μπορεί να μην προσφέρει το καλύτερο αποτέλεσμα για τον ασθενή. Σύμφωνα με τα μοντέλα της θεωρίας των παιχνιδιών, το τελικό μακροπρόθεσμο αποτέλεσμα του παιχνιδιού εξαρτάται από συγκεκριμένες αλληλεπιδράσεις μεταξύ των παικτών και όχι από τον αριθμό των εμπλεκόμενων παικτών. Τα λιοντάρια θα συνεχίσουν να πολεμούν μεταξύ τους για φαγητό, ανεξάρτητα από το αν συναντιούνται δύο λιοντάρια ή 2.000 λιοντάρια. "Μια θεραπεία που βασίζεται αποκλειστικά στην αφαίρεση αδιακρίτως των περισσότερων (αλλά όχι όλων) καρκινικών κυττάρων μπορεί να έχει προσωρινό αποτέλεσμα. όπως στις περισσότερες περιπτώσεις, ο αρχικός αριθμός των καρκινικών κυττάρων τελικά θα αποκατασταθεί και θα ξεπεραστεί ", γράφουν οι συγγραφείς.
Αντ 'αυτού, η θεωρία των παιχνιδιών δείχνει ότι μια πιο αποτελεσματική εναλλακτική λύση θα βασιζόταν στην προσπάθεια να αλλάξουν οι τρόποι αλληλεπίδρασης των κυττάρων μεταξύ τους και με το περιβάλλον τους. Αυτό μπορεί να επηρεάσει τη συμπεριφορά, τη δύναμη και την αναπαραγωγική επιτυχία των κυττάρων, εξηγούν οι συγγραφείς, που θα μπορούσαν να οδηγήσουν την εξέλιξη του όγκου προς τους λιγότερο επιθετικούς τύπους κυττάρων ή σε μια πιο σταθερή συνύπαρξη με μη καρκινικά κύτταρα.
"Η άποψη για το οικοσύστημα είναι τελικά μια ολιστική που βλέπει την πρόοδο του καρκίνου ως μια διαδικασία που προκύπτει από τις αλληλεπιδράσεις μεταξύ πολλαπλών κυτταρικών ειδών και τις αλληλεπιδράσεις με το μικροπεριβάλλον του όγκου", γράφουν οι συγγραφείς. "Μια προοπτική οικοσυστήματος μας παρουσιάζει ενδιαφέρουσες επιπτώσεις", λένε, μαζί με μια σειρά από ερωτήματα σχετικά με το πόσο μπορεί να ληφθεί η αναλογία μεταξύ οικοσυστημάτων και καρκίνου.
Για παράδειγμα, αν τα καρκινικά κύτταρα εξαπλωθούν σαν ένα είδος διεισδύσεως μέσω ενός οικοσυστήματος, ποιο εξελικτικό κέρδος επιτυγχάνεται όταν το κλειστό οικοσύστημα (σώμα) καταστρέφεται ανεπανόρθωτα (μέσω του θανάτου ενός ατόμου), έτσι ώστε να πεθάνει και η νόσο; Σε αντίθεση με έναν ιό, ο οποίος μπορεί να σκοτώσει τον ξενιστή του αλλά να εξαπλωθεί σε άλλους ξενιστές στη διαδικασία, τα ίδια τα καρκινικά κύτταρα, ως επί το πλείστον, δεν έχουν κανένα μέσο διάδοσης από άτομο σε άτομο. Και τα καρκινικά κύτταρα παίρνουν τα συνθήματά τους από τις διαδικασίες που οδηγούνται από τον ανταγωνισμό ή από τη συνεργασία; Σκέφτοντας πιο προληπτικά, μπορούν να προκληθούν μη καρκινικά κύτταρα έτσι ώστε να συμπεριφέρονται σαν λιοντάρια και να χρησιμοποιηθούν οι πόροι των καρκινικών κυττάρων έως ότου ο καρκίνος είναι διαχειρίσιμος;
Ενώ η οικολογία και τα μαθηματικά πιθανότατα δεν θα νικήσουν τον καρκίνο από μόνος του, η προβολή της νόσου από αυτή την προοπτική θα μπορούσε να επιτρέψει στους γιατρούς να προβλέψουν καλύτερα σε ποιο σημείο του σώματος τα κύτταρα όγκου έχουν τις καλύτερες και χειρότερες πιθανότητες επιβίωσης και πως αποτελεσματικότερα εμποδίζουν τους να πολλαπλασιαστούν.
"Η καρδιά του θέματος είναι ότι μια οικολογική άποψη των όγκων δεν ακυρώνει αλλά συμπληρώνει και βασίζεται σε δεκαετίες έρευνας για τον καρκίνο και αναμφίβολα αυτό θα οδηγήσει σε καλύτερη κατανόηση της βιολογίας του καρκίνου και νέων και βελτιωμένων θεραπειών" . "Πρέπει να κατανοήσουμε σωστά τα δέντρα (π.χ. κάθε φύλλο, κλαδί και υποκατάστημα) πριν κατανοήσουμε το δάσος, αλλά δεν μπορούμε να αγνοήσουμε το δάσος γιατί τα δέντρα είναι τόσο ενδιαφέροντα από μόνοι τους".
