kunne kræft være vores cellers måde at køre i “sikker tilstand” som et beskadiget computeroperativsystem, der forsøger at bevare sig selv, når de står over for en ekstern trussel? Det er den konklusion, som kosmologen Paul Davies ved Tempe og hans kolleger, der har udtænkt en kontroversiel ny teori for kræftens oprindelse, baseret på dens evolutionære rødder. Hvis det er korrekt, antyder deres model, at en række alternative terapier, herunder behandling med ilt og infektion med virale eller bakterielle midler, kan være særlig effektive.

Ved første øjekast synes Davies, der er uddannet i fysik snarere end biomedicinsk videnskab, en usandsynlig soldat i “krigen mod kræft.”Men for omkring syv år siden blev han inviteret til at oprette et nyt institut på A. S. U.—en af 12 finansieret af National Cancer Institute—for at samle fysiske forskere og onkologer for at finde et nyt perspektiv på sygdommen. “Vi blev bedt om at genoverveje kræft fra bunden op,” siger Davies.Davies gik sammen med astrobiolog ved Australian National University i Canberra, og Mark Vincent, en onkolog ved London Health Sciences Center i Ontario. Sammen er de kommet med en “atavistisk” model, der udgør kræft, er genekspression af et gammelt “forprogrammeret” træk, der har ligget i dvale. I et nyt papir, som dukkede op i BioEssays i September, de hævder, at fordi kræft forekommer hos mange dyr og planter, såvel som mennesker, så må det have udviklet sig for hundreder af millioner af år siden, da vi delte en fælles encellet forfader. På det tidspunkt havde celler gavn af udødelighed eller evnen til at sprede sig ukontrolleret, som kræft gør. Når komplekse multicellulære organismer udviklede sig, blev “udødelighed outsourcet til æg og sæd”, siger Davies, og somatiske celler (dem, der ikke er involveret i reproduktion), havde ikke længere brug for denne funktion.

holdets hypotese er, at når de står over for en miljømæssig trussel mod sundheden for en cellestråling, siger eller en livsstilsfaktor—kan celler vende tilbage til en “forprogrammeret sikker tilstand.”På den måde sætter cellerne højere funktionalitet og skifter Deres sovende evne til at sprede sig igen i et vildledt forsøg på at overleve. “Kræft er en fejlsikker,” bemærker Davies. “Når subrutinen er udløst, implementerer den sit program hensynsløst.”

på en medicinsk ingeniørkonference afholdt på Imperial College London den 11.September skitserede Davies et sæt terapier mod kræft baseret på denne atavistiske model. I stedet for blot at angribe kræftens evne til at reproducere, eller “Kræftens styrke,” som Davies udtrykker det, modellen udsætter “Kræftens akilleshæl.”For eksempel, hvis teorien er korrekt, udviklede kræft sig på et tidspunkt, hvor Jordens miljø var mere surt og indeholdt mindre ilt. Så holdet forudsiger, at behandling af patienter med høje niveauer af ilt og reduktion af sukker i deres kost, for at sænke surhedsgraden, vil belaste kræften og få tumorer til at krympe.virkningerne af iltniveauet på kræft er blevet undersøgt uafhængigt i mange år og synes at støtte Davies ideer, siger Costantino Balestra, en fysiolog ved Paul Henri Spaak School og Free University of Brussels, begge i Belgien. I upubliceret arbejde, der er blevet indsendt til fagfællebedømmelse, har Balestra og hans kolleger for nylig vist, at lidt forhøjede iltniveauer kan begynde at fremkalde leukæmicelledød uden at skade sunde celler. “Det ser næsten for let ud,” siger Balestra. “Vores foreløbige resultater ser ud til at vise, at levering af lidt ekstra ilt i en eller to timer om dagen i kombination med andre traditionelle kræftbehandlinger ville gavne patienter uden hårde bivirkninger.”Balestra understreger imidlertid, at dette arbejde ikke blev udført for at teste Davies hypotese og ikke kan tages som bevis for, at den atavistiske model er korrekt.Davies og hans kolleger går også ind for immunterapi-specifikt selektivt at inficere patienter med bakterielle eller virale midler. Medicinske forskere undersøger allerede de lovende virkninger af en sådan tilgang til kunstigt at styrke patienternes immunsystem for at hjælpe med deres bedring. Immunterapi har allerede fungeret godt i behandling af melanomer, for eksempel, og dens virkninger på andre kræftformer undersøges. Ifølge den atavistiske model bør kræftceller imidlertid ud over at styrke immunsystemet også være mere sårbare end sunde celler til at blive dræbt af smitsomme stoffer, fordi de mister højere beskyttelsesfunktionalitet, når de “genstarter i sikker tilstand”, siger Davies. Nylige undersøgelser, der injicerer clostridiumsporer hos rotter, hunde og en menneskelig patient, synes også at støtte denne fortolkning, siger han.nogle forskere, som David Gorski, en kirurgisk onkolog ved Veyne State University, forbliver skeptiske. “Atavismens’ forudsigelser ‘ er intet, som forskere ikke er kommet til AD andre veje,” siger han.

Davies og hans kolleger er allerede begyndt en mere direkte test af deres teori som svar på sådan kritik. “Nøglen til vores teori er at se på alderen af de gener, der er ansvarlige for kræft,” forklarer Davies. Den atavistiske model hævder, at cellerne med kræftens begyndelse vender tilbage til en mere primitiv tilstand, og mere nyligt udviklede funktioner er slukket. Holdet forudsiger derfor, at efterhånden som kræft skrider frem, bør nyere udviklede gener miste funktion, mens gamle gener bliver aktive.

for at kontrollere, om denne hypotese er korrekt, krydser Davies og hans kolleger i øjeblikket data fra kræftgenomatlaset, der identificerer de gener, der er involveret i kræft, med forskellige databaser, der klassificerer de gener, vi har til fælles med andre arter. Sidstnævnte datasæt gør det muligt for biologer at spore genernes alder. Enhver sammenhæng, der eksisterer mellem genalderen og kræft, vil være et løft til den atavistiske model. “At kombinere de to datasæt er ikke blevet gjort før,” siger Davies. “Men det er i det væsentlige en data-mining øvelse, der ikke tager mange penge, og det er noget, vi arbejder på nu.”Brendon Coventry, en kirurgisk onkolog og immunoterapeut ved University of Adelaide i Australien, ser værdi i fysikere, der arbejder med onkologer for at samle eksisterende medicinske beviser for at forsøge at forstå kræftens oprindelse. “Enorme mængder penge og de lyseste sind inden for biologisk og medicinsk videnskab har ikke haft stor indflydelse i krigen mod kræft, så måske er det tid til et nyt paradigme,” siger Coventry og tilføjer: “en kosmolog kan se på cellen som et ‘indre univers’, der skal udforskes på en ny måde.”

mere:

Paul Davies: fysik kunne hjælpe med at bekæmpe kræft
13. April 2011

tværfaglige forskningspartnerskaber, der skal afdække Kræftens fysik
27. December 2010