Kategorija: Razumjeti znanost

S više od 19 milijuna dijagnosticiranih slučajeva godišnje te oko 10 milijuna smrti diljem svijeta, rak predstavlja veliki izazov za zdravstvo te važan uzrok mortaliteta i morbiditeta. Neki od najčešće dijagnosticiranih vrsta poput raka pluća, dojke i raka debelog crijeva, odgovorni su za trećinu ovih slučajeva. S obzirom na ove podatke, kako to da smo i dalje vrlo neefikasni u samom liječenju? Dio odgovora je nevjerojatna heterogenost tumora: između različitih tipova, između dvoje ljudi koji imaju isti tip ili pak unutar istog tumora u jednoj osobi. Ovaj biološki fenomen već dugo predstavlja veliki izazov za znanstvenike.

Prostorna i vremenska heterogenost tumora

Tumorska heterogenost izražava se u dva oblika: prostorno i vremenski. Prostorna heterogenost objašnjava fenomen da postoje značajne genetičke varijacije u različitim dijelovima istog tumora. To je jedna i od temeljnih bioloških značajka tumorskog mikrookoliša – mreža staničnih i nestaničnih komponenta koje okružuju tumor. Mikrookoliš sastoji se od stanica poput stromalnih fibroblasta koji izlučuju ekstracelularni matriks (ECM), multifunkcionalnih stanica pericita, endotelijskih i imunih stanica, kao i kolagena, glikoproteina fibronektina te intermedijarnih filamenata lamina.  Kompoziciju samog ECMa određuju stanice tumora, primarno kroz kompleksnu mrežu upalnih medijatora, faktora rasta i enzima zaslužnih za modeliranje.

Povrh toga, tumor se mijenja kroz vrijeme i tumorske stadije, što nazivamo vremenska heterogenost. Heterogenost opskrbljuje tumor s rezistentnošću na lijekove, što predstavlja veliki izazov u njihovom liječenju. Naime, lijekovi koji se koriste većinom nisu efektivni u ubijanju svake pojedine stanice tumora. Stanice koje prežive onkološki tretman često su uzrok remisije tumora koji su agresivniji od prijašnjeg i koji se mogu brže širiti.  

Uzimajući u obzir heterogenu prirodu tumora, važno je napomenuti kako učinkovit tretman zahtjeva individualni pristup, poznato još kao i precizna medicina. Multi-regijsko uzimanje uzorka, istraživačke autopsije te sekvenciranje pojedinih stanica, sve su trenutno platforme u nastajanju koje pomažu u otkrivanju zamršene heterogenosti tumora. No na koji način možemo odrediti koji će onkološki tretman biti efikasan za pojedinu osobu? Jedna od opcija koje se trenutno nude je individualizirana platforma tumorskih eksplantata (eng.patient-derived tumour explanta) ili skraćeno PDE.

Patient-derived tumour explants (PDEs) platforma

Nesklad između pred-kliničkih modela i ishoda pacijenata predstavlja veliki problem u primjeni istraživanja u kliničkom liječenju, posebno kada dođe do razvoja onkoloških lijekova: do 90% lijekova testiranih u fazi I kliničkih ispitivanja, prvoj fazi koja uključuje ljude, ne uspije se probiti na tržište. Nadalje, veoma je često da pacijenti s istom vrstom tumora reagiraju drugačije na isti lijek.

Iz tih je razloga ključan razvoj platforme koja će omogućiti brzo, jeftino, te najvažnije, točno predviđanje kako će pojedini pacijent odgovoriti na lijekove. Jedna od takvih platformi je upravo PDE koja se radi od svježe kirurški odstranjenog tumora kod pacijenta. PDE možemo predočiti kao avatare pacijenata jer način njihove pripreme ne iziskuje de konstrukciju originalnog tumora – PDEovi pružaju očuvanje originalne heterogenosti i arhitekture. Nakon njihova generiranja, mogu se tretirati nizom potencijalnih onkoloških lijekova. Pažljiva analiza tretiranog PDEova, može nam dati veoma preciznu estimaciju kako će pacijent reagirati na određeni tretman.

Do sada se pokazalo da PDE platforma daje obećavajuće rezultate u slučaju nemalog karcinoma pluća i endometrioze, a postoji i mnoštvo drugih studija koje usvajaju PDE za druge vrste karcinoma.

PDEovi su superiorniji od ostalih modela, poput  tumorskih staničnih linija, koje ne uspijevaju u potpunosti obuhvatiti biologiju nativnih tumora, rezultirajući lošim predviđanjem kliničkih ishoda. Međutim, nekoliko nedostataka PDEova ograničava njihovu širu uporabu. Jedna od njih je kratkoročna priroda održivosti PDEova, gdje se integritet tkiva obično čuva do samo 48–72 sata. To znači i da se sva klinička ispitivanja moraju provesti u tom kratkom roku, što nije uvijek moguće.  

Nadalje, PDE još uvijek nisu uobičajena klinička praksa – mnogi laboratoriji nisu prilagođeni ovoj tehnologiji, a nedostaje standardiziranih protokola za njihovo generiranje i analizu podataka.

Međutim, možemo zaključiti da PDEovi nude brojne prednosti, uključujući sposobnost korelacije odgovora na lijek s patologijom tumora, heterogenošću tumora i promjenama u mikrookolišu tumora. Kao takvi, PDEovi su snažan model za otkrivanja lijekova i biomarkera protiv raka. Kao takvi, od velikog interesa su za daljnji razvitak.

Ovdje se nalazi nekoliko linkova na kojima možeš saznati više o ovoj platformi:

1. Patient-derived explants (PDEs) as a powerful preclinical platform for anti-cancer drug and biomarker discovery
2. Patient-derived explants, xenografts and organoids: 3-dimensional patient-relevant pre-clinical models in endometrial cancer

Kako ti se svidio članak? Reci nam svoje mišljenje u komentarima!

Svjetski dan laboratorijskih životinja obilježava se svake godine 24. travnja kako bi se povećala svjesnost o eksperimentiranju na životinjama. Životinjski modeli koriste se već duže vremena u znanstvene svrhe, gdje nam pomažu u razumijevanju staničnih mehanizama i kompleksnih bioloških funkcija te u pronalaženju novih lijekova. Zbog anatomskih i fizioloških sličnosti između ljudi i životinja, pogotovo sisavaca, određeni lijekovi, cjepiva i terapije prvo se istražuju na životinjskim (i neživotinjskim) modelima. Naravno, ne mogu se svi rezultati iz životinjskih istraživanja izravno primijeniti na ljude, već nam pomažu u boljem razumijevanju bitnih procesa i odlučuju je li sigurno krenuti eksperimentirati na ljudima. Gotovo je nezamislivo provoditi biomedicinska istraživanja bez životinjskih modela jer su upravo ona ključna za temeljna otkrića – od davnih disekcija do suvremenih tehnologija uređivanja gena.

S obzirom da bi se nekima od vas ovakav naslov mogao činiti još dodatno heretičkim zbog datuma objave, skrenut ću vam pažnju na produžetak njegova značenja prije nego vam krv zaključa – nekad je sasvim opravdano, pa čak i bitno, koristiti aproksimacije, ali i razaznati kad i kako.

Tri je broj, zar ne? Kao i pi, korijen iz dva ili i. Ipak, cijela je poanta matematike apstrakcija, pa kako apstrahiramo koncept broja? Kako ispravno definiramo brojeve?

Učenje je proces stjecanja novih znanja, vještina i ponašanja. Prati nas kroz život i omogućuje nam da se svakodnevno prilagođavamo novim situacijama.

Pamćenje je mogućnost pohrane tih stečenih znanja, vještina i ponašanja u kratkotrajnu ili dugotrajnu memoriju. Također pamćenje možemo podijeliti na eksplicitno i implicitno, ovisno o tom kakva je priroda stvari koje pamtimo.

Medicina danas jako brzo napreduje upravo zato što se različita znanstvena otkrića uspijevaju primijeniti u svakodnevnoj medicinskoj praksi. Jedno od novijih otkrića su implantati koji podržavaju rast – terapeutski medicinski uređaji napravljeni kako bi zamijenili, popravili ili pojačali određeni dio tijela bez da mu sputavaju rast.

Načelo znanosti, možda i njena definicija, jest sljedeće: provjera sveg znanja jest eksperiment. Eksperiment je jedina procjena znanstvene istine.

Richard Feynman, The Feynman Lectures on Physics

Vjerojatno većina nas poznaje nekoga tko je prebolio rak, još uvijek boluje od njega ili ga, nažalost imamo i sami. Svakodnevno u medijima možemo pročitati brojne vijesti na ovu temu, od najnovijih lijekova, postupcima liječenja te novih znanstvenih otkrića. Ipak, sigurno se pitate, zašto nakon godina i godina istraživanja, i dalje nismo pronašli lijek za rak. Odgovor na ovo pitanje je puno kompleksniji no što se čini, stoga krenimo korak po korak.