Biologia systemów w zwalczaniu lekooporności
Prowadzone przez lata innowacyjne badania umożliwiły odkrycie wielu biomarkerów pozwalających prognozować wynik leczenia onkologicznego. Naukowcy mają świadomość, że nie istnieje pojedynczy gen lub białko, które pozwala wyjaśnić zachowanie nowotworu złośliwego lub uporządkować zróżnicowane odpowiedzi na terapię. Ponadto badania markerów genetycznych prowadzone na wielką skalę nie zawsze umożliwiają wyjaśnienie różnic w odpowiedzi na leki przeciwnowotworowe przy uwzględnieniu klonalnego charakteru nowotworów złośliwych. W odpowiedzi na te problemy zainicjowano finansowany przez UE projekt SYSBIODREZ (Systems biology approach to predicting outcomes of lung cancer therapies and strategies to overcome drug resistance in vitro), którego celem było połączenie analizy o dużej objętości z metodami teoretycznymi i obliczeniowymi, aby lepiej wyjaśnić przyczyny heterogenności odpowiedzi komórek nowotworowych na leki onkologiczne. W tym kontekście naukowcy korzystali z metod pracy stosowanych w farmakologii systemów, gdzie prowadzi się na pojedynczej komórce wysokoprzepustowe analizy odpowiedzi na środki przeciwnowotworowe. Przyjęli to podejście, aby dokonywać prognoz odpowiedzi na leczenie raka płuca. Prowadzili w szczególności ocenę ilościową względnej istotności różnych mechanizmów oporności bazujących na związanych z TNF ligandach indukujących apoptozę (TRAIL) w komórkach nowotworowych o różnych genotypach. W odróżnieniu od większości badań SYSBIODREZ korzystał z pojedynczych komórek, aby uzyskać ponad 600 000 cech dynamiki receptorów pod aktywacji TRAIL i oznaczać ilościowo białka regulatorowe. Przetestowano szereg naturalnych ligandów i leków, a naukowcom udało się określić zależności między poziomem białka a fenotypem pojedynczej komórki. Ponadto w badaniu uzyskano przekonujące dane, pozwalające wyjaśnić, dlaczego przeciwciała terapeutyczne skierowane wobec wielu receptorów śmierci nie przechodziły dotąd badań klinicznych. Wykazano ostatecznie brak skuteczności przeciwciała apomab w wywoływaniu apoptozy komórek nowotworowych w porównaniu do rekombinowanych, endogennych ligandów receptorów śmierci. Podsumowując, badanie SYSBIODREZ wykazało użyteczność biologii systemów w odkrywaniu mechanizmów heterogenności nowotworów złośliwych. Ponadto to narzędzie może zostać wykorzystane w badaniu różnych typów nowotworów złośliwych, aby poznać mechanizmy oporności na różne leki.
Słowa kluczowe
Biologia systemów, lekooporność, biomarkery, leki przeciwnowotworowe, SYSBIODREZ
