PLoS ONE: Den rolle kromosom Missegregation i Cancer Development: en teoretisk tilgang Brug Agent-Based Modelling

Abstrakt

Mange kræftformer er aneuploid. Imidlertid er den præcise rolle at kromosomal ustabilitet spiller i udviklingen af ​​cancer og i responset af tumorer til behandling stadig genstand for heftig debat. Her til at udforske dette spørgsmål fra en teoretisk synspunkt har vi udviklet en agent-baseret model af væv homeostase til at teste de sandsynlige virkninger af hele kromosom mis-segregation under udvikling af kræft. I stokastiske simulationer, kromosom mis-segregation begivenheder på celledeling føre til dannelse af en forskelligartet population af aneuploide kloner, med tiden udviser hyperplastisk vækst. Betydeligt, forløbet af kræft evolution afhænger genetisk binding, da strukturen af ​​kromosomer tabt eller opnået gennem mis-segregation begivenheder og niveauet af genetisk ustabilitet funktion i tandem til at bestemme bane af cancer evolution. Som et resultat, simulerede cancere forskellige i deres niveau af genetisk stabilitet og i deres vækstrater. Vi brugte dette system til at undersøge konsekvenserne af disse forskelle i tumor heterogenitet for anti-cancer behandlinger baseret på kirurgi og anti-mitotiske lægemidler, der selektivt målrettet prolifererende celler. Som forventet simulerede behandlinger inducerer en forbigående forsinkelse i tumorvækst, og afslører en betydelig forskel i effektiviteten af ​​forskellige terapi regimer til behandling genetisk stabile og ustabile tumorer. Disse data understøtter kliniske observationer, hvor en dårlig prognose er korreleret med en høj grad af kromosom mis-segregation. Men stokastiske simuleringer parallelt også udviser en bred vifte af adfærd, og svaret af de enkelte simuleringer (svarende til en enkelt tumorer) til anti-cancer terapi være yderst variabel. Modellen fremhæver derfor vanskelighederne ved at forudsige udfaldet af en given anti-cancer behandling, selv i de tilfælde, hvor det er muligt at bestemme genotypen af ​​hele sæt af celler i det udviklende tumor

Henvisning:. Araujo A, Baum B, Bentley P (2013) Den rolle kromosom Missegregation i Cancer Development: en teoretisk tilgang Brug Agent-Based Modelling. PLoS ONE 8 (8): e72206. doi: 10,1371 /journal.pone.0072206

Redaktør: Roeland M H. Merks, Centrum Wiskunde Informatica (CWI) Holland Institut for Systembiologi, Holland

Modtaget: November 29, 2012; Accepteret: 8 jul 2013; Udgivet: 26 august, 2013