Kuantum Dünyasının Karanlık Yüzü: Kanser Hücrelerinin Kuantum Fiziğiyle Çalıştığı Doğru mu?
Kanserin genetik kaosunun altında, tümör hücreleri yalnızca bir avuç yinelenen durumla sınırlı olabilir ve bu da tedaviye giden daha basit bir yolu ortaya çıkarabilir.
Kanser genellikle karmaşıklığıyla tanımlanır: Sayısız mutasyon, değişen hücre popülasyonları ve baskı altında gelişen tümörler. Ancak Andrea Califano’nun araştırması şaşırtıcı bir olasılığa işaret ediyor: Tüm bu çeşitliliğin altında, kanser hücreleri yalnızca bir avuç kararlı durumla sınırlı olabilir.
Fizik eğitimi almış ve şimdi kanser araştırmacısı olan Califano’nun kanseri bir “kuantum hastalığı” olarak tanımlamasına yol açan da bu gizli düzendir. Karşılaştırma gerçek anlamda değildir; daha ziyade, tıpkı elektronların bir atomdaki belirli enerji seviyeleriyle sınırlı olması gibi, tümör hücrelerininhücrelerinin ayrı biyolojik durumları işgal edebileceği fikrini yansıtıyor.
Columbia Üniversitesi Vagelos Doktorlar ve Cerrahlar Koleji’nde Kimyasal Biyoloji Profesörü ve Biohub New York başkanı Helen Wu ve Clyde ’56 Califano, “Gerçekten sadece verileri takip ediyoruz” diyor. “Tekrar tekrar gördüğümüz şey, her kanser türünün sınırlı sayıda hücresel duruma sahip olmasıdır. Tıpkı elektronların bir atomdaki sınırlı sayıda kuantize edilmiş enerji durumuyla sınırlı olması gibi, kanser hücrele600i de bu kararlı durumlardan yalnızca birini işgal edebilir veya bunlar arasında hızlı geçiş halinde olabilir. Daha da önemlisi, bu durumlar, belirli bir kanser türüne sahip neredeyse tüm hastalarda korunur.”
Califano laboratuvarından yakın zamanda çıkan iki Nature Genetics makalesi bu fikri güçlendiriyor. Araştırmacılar belirli bir kanserin mevcut tüm durumlarını tanımlayabilir ve her birini ortadan kaldıran ilaçları bulabilirlerse, her tümör için farklı bir strateji oluşturmak yerine birçok hastada işe yarayan tedaviler tasarlayabilirler.
Kanserin Sonlu Haritası
Califano, “Eğer kanser kuantum ise, iyi haber şu ki kişiselleştirilmiş ilaca ihtiyacımız olmayabilir” diyor. “Bir avuç farklı, tespit edilebilir durumu hedef alan terapilerin bir kombinasyonu, ihtiyaç duyulan tek şey olabilir ve bu kombinasyonlar neredeyse her hasta için etkili olmalıdır.”
Renklendirilmiş hücreler, pankreas kanseri tümöründe farklı hücresel durumlardaki hücreleri temsil eder. Araştırmacılar tarafından incelenen tüm pankreas tümörleri arasında yalnızca altı farklı durum tespit edildi. Kredi bilgileri: Laise ve ark. 2026. Doğa Genetiği
Geleneksel kemoterapi ve radyasyon, birçok tümörün tanımlayıcı bir özelliğine saldırır: hızlı hücre bölünmesi. Bunu büyük ölçüde çok büyük DNA hasarı vererek yaparlar, ancak hızlı büyüyen hücreleri içeren sağlıklı dokular da zarar görebilir.
Hedefe yönelik tedaviler daha seçici bir yaklaşım benimser. Örneğin Herceptin, kanser hücrelerinin kontrolsüz bir şekilde çoğalmasına neden olabilecek anormal HER2 sinyalini bloke eder. Bunun gibi ilaçlar, tedavinin bireysel bir tümörde bulunan mutasyonlarla eşleştirildiği kişiselleştirilmiş tıbbın oluşturulmasına yardımcı oldu.
Buradaki zorluk ölçektir. Tümörler birçok genetik değişiklik taşıyabilir ve aynı kansere sahip farklı hastalarda çok farklı kombinasyonlar olabilir. Kanser hücreleri de tedavi altında gelişerek dirençli popülasyonların hayatta kalmasına ve genişlemesine olanak tanıyabilir.
Mutasyonların Ötesine Bakmak
Califano, mutasyon odaklı tedavinin hastalığın yalnızca bir kısmını hedef aldığını savunuyor.
Califano, “Onkogenler olarak adlandırılan kanser genlerindeki mutasyonların peşine düşmek çok güçlü bir kavram” diyor. “Ancak çoğu zaman hastalara sadece fazladan zaman kazandırıyor. Gerçek şu ki kanser çok daha karmaşık çünkü yaklaşık 2000 onkogendeki potansiyel mutasyon paterni sayısı evrendeki atom sayısından daha fazla.”
Bu nedenle ekibi, bu mutasyonların sonuçta bir hücreyi neye dönüştürdüğünü araştırıyor. Pek çok farklı genetik yol, aynı hücresel durumda birleşerek, benzer protein setine bağımlı olan ve aynı terapötik hassasiyetleri paylaşabilen hücreler üretebilir.
Califano, “Ben bir fizikçi olarak eğitildim ve fizikçilerin yapmaktan hoşlandığı şey işlerin nasıl yürüdüğünü anlamaktır” diyor. “Kanser, birlikte çalışan karmaşık kaldıraçlar, makaralar ve dişlilerden oluşan bir kutu gibidir. Gözlemlediklerimizi anlamlandırmak için bu mekanizmaları tamamen yeniden inşa edebilir miyiz?”
Kanserin Ana Düzenleyicilerini Bulmak
Califano’nun laboratuvarı bu mekanizmayı yeniden inşa etmek için canlı kanser hücrelerinden moleküler veriler topluyor ve bunu hastalığın matematiksel modelini oluşturmak için kullanıyor. Amaç, hücrenin içerdiği her mutasyonu basitçe kataloglamak yerine, hücrenin kimliğini hangi proteinlerin kontrol ettiğini belirlemektir.
Analiz, kötü huylu bir durumu sürdürmek için birlikte çalışan, ana düzenleyiciler olarak bilinen proteinleri vurgulamaktadır. Califano, “Bunlar hücrenin durumunu kontrol eden generallerdir” diyor. “Eğer bu proteinleri kapatırsanız (bunlara kanserin ana düzenleyicileri diyoruz) hücre artık kötü huylu durumunu sürdüremez.”
Yaygın orta hat gliomalarında sınırlı sayıda farklı hücre durumu tanımlandı. Katkıda bulunanlar: Calvo Fernandez ve diğerleri, 2026. Doğa Genetiği
Laboratuvarda yapılan daha önceki çalışmalar, ana regülatör kombinasyonlarının sayısının beklenmedik derecede az olduğunu öne sürüyordu. 20’den fazla kanser grubundan alınan 10.000’den fazla numunenin analizi yalnızca 112 farklı durumu tanımladı. Bireysel hücreler üzerinde yapılan daha sonraki araştırmalar, tek bir duruma sahip bir kanser buldu; şimdiye kadar incelenenlerin hiçbirinde yediden fazla kanser görülmedi.
Bu sınırlı sayı, hastalar arasında paylaşılan bir zayıflığı ortaya çıkarabilir. İki tümör farklı mutasyonlara sahip olsa bile, eğer hücreleri aynı durumdaysa, aynı ana düzenleyicilere bağımlı olabilirler.
Pankreas Kanserinde Altı Durum
Bu durumları belirlemek yalnızca ilk adımdır. Bir tümör aynı anda birçok hücre popülasyonunu içerebilir ve koşullar değiştiğinde veya tedavi rakiplerini ortadan kaldırdığında bazı hücreler bir durumdan diğerine geçebilir.
Pasquale Laise, Mikko Turunen ve Alvaro Curiel Garcia, Nature Genetics’de 26 Ağustos’ta yayınlanan bir makalede yüz binlerce pankreas kanseri hücresini birer birer analiz ettiler. Her tümör aynı altı durumdan alınan hücreleri içeriyordu.
Califano, “Hastalar arasında gerçekten farklılık gösteren şey kanser hücrelerinin durumları değil, hücrelerin bir durumdaki diğerine göre oranıydı; bu da mutasyonların temel etkisi gibi görünüyor” diyor.
Bulgular, mutasyonların, bir tümör içindeki durumların oranlarını, durumların kendi kimliklerinden daha fazla etkileyebileceğini öne sürüyor. Bu, genetik olarak farklı tümörlerin nasıl benzer biyolojik sonuçlara ulaştığını açıklayabilir.
Bir İlaç Neden Yeterli Olmayabilir?
“İyi haber şu ki, her hastada aynı durumlar bulunduğundan, tüm durumları hedefleyen birkaç ilaç bulursanız, bu kombinasyon potansiyel olarak tedavi edici olabilir. Kötü haber şu ki pankreas kanserinde her durum kendiliğinden diğer durumlardan herhangi birine dönüşebilir, bu da bu tümörleri asla tek bir ilaçla tedavi edemeyeceğimizi düşündürür.”
Bir ilaç, yalnızca hayatta kalan hücrelerin başka bir duruma geçmesi ve tümörü onarması için bir durumu işgal eden hücreleri yok edebilir. Bu nedenle başarılı bir terapinin mevcut her duruma aynı anda saldırması gerekebilir.
Her ilaç belirli bir hücresel durumu hedef alarak olası tüm kaçış yollarını bloke edecek şekilde tasarlanmış birleşik bir tedavi yaratacaktır.
Ölümcül Çocukluk Kanserini Hedeflemek
Diffüz orta hat glioması bu stratejiyi test etme fırsatı sunabilir. Bu nadir pediatrik beyin kanseri evrensel olarak ölümcüldür ve temel işlevleri kontrol eden hassas yapılarda geliştiği için tedavisi zordur.
Califano’nun laboratuvarında yüksek lisans öğrencisi olan Ester Calvo Fernandez, hücresel durumlarına karşı etki edeceği tahmin edilen mevcut ilaçları aramak için OncoTreat ve OncoTarget klinik dereceli algoritmaları kullandı. Birlikte hastalıkta tespit edilen yedi durumun tamamını hedef alabilecek üç aday (avapritinib, ruxolitinib ve larotrectinib) belirledi.
22 Nisan’da Nature Genetics’de yayınlanan bir makalede Calvo Fernandez, laboratuvar deneylerinde her ilacın tahmin edilen durumlarına saldırdığını doğruladı. Tamamlayıcı durumları hedefleyen iki ilaç kombinasyonunun biri hariç tümü, tek başına kullanılan ilgili ilaçlardan çarpıcı biçimde daha iyi performans gösterdi.
Araştırmacılar artık üç ilaçlı kombinasyonun tamamını klinik bir deneyde değerlendirmeyi umuyorlar. Her üç ilaç da halihazırda mevcut olmasına rağmen, hastalarda yaygın orta hat gliomasının kombine tedavisi olarak güvenlik ve etkinliklerinin hala belirlenmesi gerekmektedir.
Matematiksel Modellerden Tedaviye
Califano, “Nihai hedef bu. Çalışmalarımızın çoğu kulağa teorik geliyor” diyor. “Ancak tahmin ettiğimiz her şey laboratuvarda ve mümkün olduğunda kliniklerde test ediliyor. Bu analizlerin, birden fazla tedavi aşamasında başarısız olan hastalar için tedavileri tahmin edebildiğini zaten göstermiştik.”
“Umarım aşırı korunan, kuantize edilmiş kanser durumlarını hedef alan ilaçların tanımlanması çok daha fazlasına yardımcı olacaktır.”
Kaynak: https://scitechdaily.com
110 Yaşına Kadar Yaşayan İnsanlarda Kanser Öldürücü Hücreler Bulundu