kan cancer vara våra cellers sätt att köra i ”Säkert läge”, som ett skadat datoroperativsystem som försöker bevara sig när det står inför ett externt hot? Det är slutsatsen från kosmologen Paul Davies vid Arizona State University i Tempe (Asu) och hans kollegor, som har utarbetat en kontroversiell ny teori för cancerens ursprung, baserat på dess evolutionära rötter. Om det är korrekt antyder deras modell att ett antal alternativa terapier, inklusive behandling med syre och infektion med virus-eller bakteriemedel, kan vara särskilt effektiva.vid första anblicken verkar Davies, som är utbildad i fysik snarare än biomedicinsk vetenskap, en osannolik soldat i ”kriget mot cancer.”Men för ungefär sju år sedan blev han inbjuden att inrätta ett nytt institut vid ASU—en av 12 finansierade av National Cancer Institute—för att samla fysiska forskare och onkologer för att hitta ett nytt perspektiv på sjukdomen. ”Vi blev ombedda att ompröva cancer från botten upp”, säger Davies.Davies samarbetade med Charley Lineweaver, en astrobiolog vid Australian National University i Canberra, och Mark Vincent, en onkolog vid London Health Sciences Center i Ontario. Tillsammans har de kommit fram till en ”atavistisk” modell som innebär att cancer är ett återuttryck av ett gammalt ”förprogrammerat” drag som har legat vilande. I ett nytt papper, som dök upp i BioEssays i September, hävdar de att eftersom cancer förekommer hos många djur och växter, såväl som människor, måste det ha utvecklats för hundratals miljoner år sedan när vi delade en gemensam encellig förfader. Vid den tiden gynnades celler av odödlighet, eller förmågan att föröka sig okontrollerat, som cancer gör. När komplexa multicellulära organismer utvecklades, var ”odödlighet outsourcad till ägg och spermier”, säger Davies, och somatiska celler (de som inte är involverade i reproduktion) behövde inte längre denna funktion.
lagets hypotes är att när man står inför ett miljöhot mot hälsan hos en cellstrålning, säg eller en livsstilsfaktor—celler kan återgå till ett ”förprogrammerat säkert läge.”På så sätt bryter cellerna högre funktionalitet och byter sin vilande förmåga att proliferera igen i ett missvisat försök att överleva. ”Cancer är en felsäker,” säger Davies. ”När subrutinen utlöses implementerar den sitt program hänsynslöst.”på tal vid en medicinsk ingenjörskonferens som hölls vid Imperial College London den 11 September skisserade Davies en uppsättning terapier för cancer baserat på denna atavistiska modell. Snarare än att bara attackera cancer förmåga att reproducera, eller ”cancer styrka,” som Davies termer, modellen exponerar ”cancer s akilleshäl.”Till exempel, om teorin är korrekt, utvecklades cancer vid en tidpunkt då jordens miljö var surare och innehöll mindre syre. Så teamet förutspår att behandling av patienter med höga nivåer av syre och minskning av socker i kosten, för att sänka surheten, kommer att påverka cancer och få tumörer att krympa.effekterna av syrehalten på cancer har undersökts oberoende i många år och verkar stödja Davies tankar, säger Costantino Balestra, fysiolog vid Paul Henri Spaak School och Free University of Brussels, båda i Belgien. I opublicerat arbete som har lämnats in för peer review har Balestra och hans kollegor nyligen visat att något förhöjda syrenivåer kan börja inducera leukemicelldöd utan att skada friska celler. ”Det ser nästan för lätt ut”, säger Balestra. ”Våra preliminära resultat verkar visa att tillförsel av lite extra syre i en eller två timmar om dagen, i kombination med andra traditionella cancerterapier, skulle gynna patienter utan några hårda biverkningar.”Balestra betonar dock att detta arbete inte utfördes för att testa Davies hypotes och inte kan tas som bevis på att den atavistiska modellen är korrekt.Davies och hans kollegor förespråkar också immunterapi-specifikt, selektivt infekterar patienter med bakteriella eller virala medel. Medicinska forskare undersöker redan de lovande effekterna av ett sådant tillvägagångssätt för att artificiellt öka patienternas immunsystem för att hjälpa till i deras återhämtning. Immunterapi har redan fungerat bra vid behandling av melanom, till exempel, och dess effekter på andra cancerformer studeras. Enligt den atavistiska modellen bör cancerceller, förutom att stärka immunsystemet, också vara mer sårbara än friska celler för att dödas av smittämnen eftersom de förlorar högre skyddsfunktionalitet när de ”startar om i Säkert läge”, säger Davies. Nya studier som injicerar clostridiumsporer hos råttor, hundar och en mänsklig patient verkar också stödja denna tolkning, säger han.
Vissa forskare, som David Gorski, en kirurgisk onkolog vid Wayne State University, är fortfarande skeptiska. ”Atavismens’ förutsägelser ’är inget som forskare inte har kommit till på andra vägar”, säger han.Davies och hans kollegor har redan påbörjat ett mer direkt test av sin teori som svar på sådan kritik. ”Nyckeln till vår teori är att titta på åldrarna av generna som är ansvariga för cancer”, förklarar Davies. Den atavistiska modellen hävdar att celler med början av cancer återgår till ett mer primitivt läge och mer nyligen utvecklade funktioner stängs av. Teamet förutspår därför att när cancer utvecklas bör mer nyligen utvecklade gener förlora funktion, medan gamla gener blir aktiva.för att kontrollera om denna hypotes är korrekt korsrefererar Davies och hans kollegor för närvarande data från cancergenomet atlas, som identifierar generna som är involverade i cancer, med olika databaser som klassificerar generna som vi har gemensamt med andra arter. Den senare datamängden gör det möjligt för biologer att spåra genernas åldrar. Varje korrelation som finns mellan genåldern och cancer kommer att öka den atavistiska modellen. ”Att kombinera de två datamängderna har inte gjorts tidigare”, säger Davies. ”Men det är i huvudsak en datautvinningsövning som inte tar mycket pengar och det är något vi jobbar med nu.”Brendon Coventry, en kirurgisk onkolog och immunterapeut vid University of Adelaide i Australien, ser värde i fysiker som arbetar med onkologer för att sammanfoga befintliga medicinska bevis för att försöka förstå cancerens ursprung. ”Enorma summor pengar och de ljusaste sinnena inom biologisk och medicinsk vetenskap har misslyckats med att få stor inverkan i kriget mot cancer, så kanske är det dags för ett nytt paradigm”, säger Coventry och tillägger: ”en kosmolog kan titta på cellen som ett ”internt universum” för att utforskas på ett nytt sätt.”
Mer:
Paul Davies: fysik kan hjälpa till att bekämpa Cancer
April 13, 2011
tvärvetenskapliga forskningspartnerskap anges för att avslöja fysiken i Cancer
December 27, 2010
