Hur enskilda cancerceller ändrar sig över tid, kan förklara varför hjärntumörer utvecklas så olika och varför en del cancerceller är resistenta mot vissa behandlingar. Forskare vid Uppsala universitet har tagit fram en ny metod för att kartlägga cancercellernas utveckling. I förlängningen kan metoden göra det enklare att ta fram nya effektiva läkemedelskombinationer. Forskningen presenteras i tidskriften Molecular Systems Biology.

Peer review/Experimental study/Cells

En hjärntumör består av en mängd olika sorters cancerceller med olika egenskaper som delvis liknar celltyper som finns i en frisk hjärna. Hur den här mångfalden uppkommer har tidigare varit svårt att studera men är av avgörande betydelse för vilken strategi som kan användas för läkemedelsutveckling. Om cancercellerna är hierarkiskt organiserade vore det taktiskt att angripa cellerna högst upp i hierarkin för att kunna reducera tumören. Om organisationen mellan celltyper däremot är mer flexibel behövs andra behandlingsstrategier.

– För att förstå hur de olika cancercelltyperna är organiserade var vi tvungna att utveckla en metod för att följa enskilda celler och deras avkomma över tid. Vi behövde också ett tillvägagångssätt för att kvantitativt utvärdera resultaten, och därför växte ett tvärvetenskapligt samarbete fram, säger Sven Nelander, professor.

Den nya metoden har tagits ram i samarbete med Chalmers. Forskarna har kombinerat profilering av enskilda celler med hjälp av så kallad barcoding-teknik med matematisk modellering och datorsimuleringar. Genom att applicera metoden på cancerceller från tre olika patienter med hjärntumör har forskarna visat att organisationen verkar vara hierarkisk men med ett visst mått av flexibilitet. Det finns också tydliga patientspecifika inslag. De har även visat att själva organisationen påverkas av läkemedelsbehandling.

– Det verksamma ämnet temozolomid, som är standardbehandlingen mot hjärntumörer, verkar styra cellerna mot en mer invaderande celltype. Enligt vår modell skulle temozolomid i kombination med ett läkemedel som riktar sig specifikt mot denna celltyp skulle vara ett effektivt sätt att angripa tumören, säger Ida Larsson, doktorand och en av studiens huvudförfattare.

– Vi tror att den här nya metoden har stor potential. Förutom att hjälpa utvecklingen av behandlingar mot hjärntumörer kan vår metod användas på andra cancertyper där det i dag inte finns effektiva behandlingsmetoder.

Studien har gjorts i samarbete med forskare på Chalmers tekniska högskola

För mer information:

Ida Larsson et al (2021) Modeling glioblastoma heterogeneity as a dynamic network of cell states, Molecular Systems Biology, DOI: 10.15252/msb.202010105