lehet-e a rák a sejtjeink “biztonságos módban” való futásának módja, mint egy sérült számítógépes operációs rendszer, amely megpróbálja megőrizni önmagát, amikor külső fenyegetéssel szembesül? Erre a következtetésre jutott Paul Davies, a Tempe-i Arizona Állami Egyetem kozmológusa és kollégái, akik ellentmondásos új elméletet dolgoztak ki a rák eredetéről, evolúciós gyökerein alapulva. Ha helyes, modelljük azt sugallja, hogy számos alternatív terápia, beleértve az oxigénkezelést és a vírusos vagy bakteriális kórokozókkal való fertőzést, különösen hatékony lehet.

első pillantásra, Davies, aki képzett fizika helyett orvosbiológiai tudomány, úgy tűnik, egy valószínűtlen katona a ” háború a rák.”De körülbelül hét évvel ezelőtt felkérték, hogy hozzon létre egy új intézetet az A. S. U.—ban—az egyik a 12-ből, amelyet a Nemzeti Rák Intézet finanszírozott -, hogy összehozza a fizikai tudósokat és az onkológusokat, hogy új perspektívát találjanak a betegségről. “Arra kértek minket, hogy gondoljuk át a rákot alulról felfelé” – mondja Davies.

Davies összeállt Charley Lineweaverrel, az Ausztrál Nemzeti Egyetem asztrobiológusával Canberrában, és Mark Vincent onkológussal a londoni Egészségtudományi központban Ontarióban. Együtt kitaláltak egy “atavisztikus” modellt, amely azt állítja, hogy a rák egy ősi “előre beprogramozott” tulajdonság újbóli kifejezése, amely szunnyadt. Egy új tanulmányban, amely szeptemberben jelent meg a BioEssays-ben, azzal érvelnek, hogy mivel a rák sok állatban és növényben megjelenik, valamint az emberek, akkor több száz millió évvel ezelőtt fejlődhetett ki, amikor közös egysejtű ősünk volt. Abban az időben a sejtek részesültek a halhatatlanságból, vagy az ellenőrizetlen szaporodás képességéből, mint a rák. Amikor azonban komplex többsejtű organizmusok fejlődtek ki, “a halhatatlanságot kiszervezték a petesejtekbe és a spermiumokba” – mondja Davies, és a szomatikus sejteknek (azoknak, akik nem vesznek részt a szaporodásban) már nem volt szükségük erre a funkcióra.

a csapat hipotézise az, hogy amikor egy sejt egészségét fenyegető környezeti veszéllyel szembesülnek—mondjuk sugárzás, vagy életmód tényező—a sejtek visszatérhetnek egy “előre beprogramozott biztonságos módba.”Ennek során a sejtek magasabb funkcionalitást bocsátanak ki, és a szunnyadó képességüket, hogy újra szaporodjanak, egy félrevezetett kísérlet a túlélésre. “A rák nem biztonságos” – jegyzi meg Davies. “Amint a szubrutin elindul, könyörtelenül végrehajtja programját.”

a londoni Imperial College-ban szeptember 11-én tartott orvosi mérnöki konferencián Davies felvázolta a rák terápiáit ezen atavisztikus modell alapján. Ahelyett, hogy egyszerűen megtámadná a rák szaporodási képességét, vagy “a rák erejét”, ahogy Davies fogalmaz, a modell kiteszi a “rák Achilles-sarkát”.”Például, ha az elmélet helyes, akkor a rák akkor alakult ki, amikor a Föld környezete savasabb volt, és kevesebb oxigént tartalmazott. Tehát a csapat azt jósolja, hogy a magas oxigénszintű betegek kezelése és a cukor csökkentése az étrendjükben, a savasság csökkentése érdekében, megterheli a rákot és a daganatok zsugorodását okozza.

az oxigénszint rákra gyakorolt hatását évek óta függetlenül vizsgálták, és úgy tűnik, hogy alátámasztják Davies elképzeléseit-mondja Costantino Balestr, a Paul Henri Spaak Iskola és a Brüsszeli Szabad Egyetem fiziológusa. Például egy publikálatlan munkában, amelyet szakértői értékelésre nyújtottak be, Balestra és kollégái nemrégiben bebizonyították, hogy a kissé megemelkedett oxigénszint elkezdheti a leukémia sejthalál kiváltását anélkül, hogy károsítaná az egészséges sejteket. “Szinte túl könnyűnek tűnik” – mondja Balestra. “Előzetes eredményeink azt mutatják, hogy egy kis extra oxigén napi egy vagy két órán keresztül történő ellátása más hagyományos rákterápiákkal kombinálva előnyös lenne a betegek számára, bármilyen súlyos mellékhatás nélkül.”Balestra azonban hangsúlyozza, hogy ezt a munkát nem Davies hipotézisének tesztelésére végezték, és nem tekinthető bizonyítéknak arra, hogy az atavisztikus modell helyes.

Davies és kollégái az immunterápiát is támogatják-különösen a betegek bakteriális vagy vírusos ágensekkel való szelektív fertőzését. Az orvosi kutatók már vizsgálják egy ilyen megközelítés ígéretes hatásait a betegek immunrendszerének mesterséges fellendítésére a gyógyulásuk elősegítése érdekében. Az immunterápia már jól teljesített például a melanómák kezelésében, és más rákos megbetegedésekre gyakorolt hatását tanulmányozzák. Az atavisztikus modell szerint azonban az immunrendszer élénkítése mellett a rákos sejteknek is sebezhetőbbnek kell lenniük, mint az egészséges sejtek a fertőző ágensek elpusztításával szemben, mert elveszítik a magasabb védelmi funkciókat, amikor “biztonságos módba indulnak” – mondja Davies. Úgy tűnik, hogy a legutóbbi vizsgálatok, amelyek patkányokban, kutyákban és emberi páciensekben Clostridium spórákat injektáltak, szintén alátámasztják ezt az értelmezést.néhány tudós, például David Gorski, a Wayne Állami Egyetem Sebészeti onkológusa továbbra is szkeptikus. “Az atavizmus” előrejelzései “semmi olyan, amire a tudósok nem jutottak más utakon” – mondja.

Davies és kollégái már megkezdték elméletük közvetlenebb tesztelését, válaszul az ilyen kritikákra. “Elméletünk kulcsa a rákért felelős gének életkorának vizsgálata” – magyarázza Davies. Az atavisztikus modell azt állítja, hogy a rák kialakulásával a sejtek primitívebb módba térnek vissza, és az újabban kialakult funkciók kikapcsolnak. A csapat ezért azt jósolja, hogy a rák előrehaladtával az újabban kialakult géneknek el kell veszíteniük funkciójukat, míg az ősi gének aktívvá válnak.

annak ellenőrzésére, hogy ez a hipotézis helyes-e, Davies és kollégái jelenleg a rákgenom atlasz adatait keresztezik, amely azonosítja a rákban részt vevő géneket, különféle adatbázisokkal, amelyek osztályozzák azokat a géneket, amelyek közösek más fajokkal. Ez utóbbi adatkészlet lehetővé teszi a biológusok számára a gének életkorának nyomon követését. Bármilyen összefüggés, amely a gén kora és a rák között létezik, lendületet ad az atavisztikus modellnek. “A két adatkészlet kombinálása még nem történt meg” – mondja Davies. “De ez lényegében egy adatbányászati gyakorlat, amely nem igényel sok pénzt, és ez valami, amin most dolgozunk.”Brendon Coventry, az ausztráliai Adelaide Egyetem sebész onkológusa és immunoterapeutája értéket lát abban, hogy a fizikusok onkológusokkal dolgoznak, hogy összegyűjtsék a meglévő orvosi bizonyítékokat, hogy megpróbálják megérteni a rák eredetét. “Hatalmas pénzösszegek és a biológiai és orvosi tudomány legfényesebb elméi nem tudtak nagy hatást gyakorolni a rák elleni háborúban, így talán itt az ideje egy új paradigmának” – mondja Coventry, hozzátéve: “a kozmológus úgy tekinthet a sejtre, mint egy “belső univerzumra”, amelyet új módon kell feltárni.”

Több:

Paul Davies: fizika segíthet a rák elleni küzdelemben
április 13, 2011

interdiszciplináris kutatási partnerségek meghatározott, hogy kiderüljön, a fizika a rák
December 27, 2010