Математика допоможе вибрати оптимальне лікування раку сечового міхура, medical insider

Рак сечового міхура є одним з найбільш поширених видів раку. За даними статистики, 1 з 26 чоловіків і 1 з 90 жінок схильні до даної форми раку. При правильно поставленому діагнозі і своєчасному виявленні рак успішно лікується. Пухлина практично завжди починає рости у внутрішньому шарі клітин сечового міхура - епітелії, і якщо ця пухлина не встигає торкнутися м'язовий шар, то її можна видалити з мінімальним ризиком рецидиву. Однак, якщо пухлина проникла в м'яз сечового міхура, то рак стає м'язово-інвазивних, і шанси повного одужання різко зменшуються. В даний час виживання при м'язово-інвазивному раку сечового міхура складає від 30 до 50%.

Рак сечового міхура виникає з різних причин. Ми говоримо про гетерогенної (неоднорідною) пухлини з різними біохімічними і клітинними характеристиками, різними генетичними і епігенетичними профілями, все це може спостерігатися у одного пацієнта. Залежно від певних мутацій в ДНК ракової клітини, пухлини можуть по-різному реагувати на терапію. Визначення точного типу пухлини може значно підвищити шанси на успішне лікування і в той же час мінімізувати побічні ефекти.

Для визначення генетичного профілю небхідно встановити послідовність нуклеотидних пар в ДНК. Ця послідовність визначає, які будуть синтезовані молекули білка і РНК (рибонуклеїнової кислоти). Епігенетичні профіль відноситься до списку активних і «мовчазних» генів: якщо ділянка ДНК або хромосомний білок модифікується, то частина генів не використовуються.

Нормальні клітини перетворюються в ракові за рахунок пошкоджень на генетичному і молекулярному рівні. Ключову роль в цьому процесі відіграє так званий епітеліально-мезенхімальних перехід - епітеліальні клітини, що утворюють шар на поверхні тканини, втрачають нормальну структуру і не реагують на хімічні сигнали, які повинні обмежити їх розподіл і викликати саморуйнування (апоптоз). Цей перехід зумовлений низкою чинників - зокрема, шляхом синтезу із збільшенням кількості певних білків.

Епітеліально-мезенхімальний перехід (ЕМП) нагадує процес створення нормальних клітин, що працює в зворотному напрямку. Клітини спочатку виходять зі стовбурових клітин, які можуть ділитися велику кількість разів. Але якщо правильна стовбурова клітина не утворює пухлини і є необхідною для регенерації тканини, то процес ЕМП може привести до виникнення раку - мезенхімальні клітини перестають відповідати на сигнали, що надходять від оточуючих тканин, і починають рости безконтрольно. Білки, які характерні для цього етапу з сімейства Snail, допоможуть виявити захворювання на самому початку.

Інший білок, який грає важливу роль в діагностиці та лікуванні раку, - білок р53. Відомо, що цей білок перешкоджає перетворенню здорової клітини в ракову клітину, викликаючи процес саморуйнування. Цей механізм ефективно захищає наш організм від злоякісних пухлин, але він не може впоратися з мутаціями, які відбуваються в межах гена, що кодує білок р53. Такі проблеми відомі для багатьох типів раку і дозволяють виявляти захворювання, але не дають інформацію для правильного вибору лікування.

Нарешті, важливою ознакою агресивного м'язово-інвазивного раку сечового міхура є зміна концентрації білка Shh. В організмі, що розвивається цей білок має важливе значення для диференціації ембріональних клітин, але його аберрантним експресія може бути пов'язана з розвитком інвазивного раку.

Для того, щоб виявити структуру пухлини, зрізи «розробляють» за допомогою реагентів, що містять модифіковані антитіла - білки, здатні зв'язуватися з певними ділянками тканини - антигенами. Реакції антигенів відбуваються в нашому організмі кожен день. Наприклад, коли мікроби входять в наш організм, спеціалізовані клітини нашої імунної системи синтезують антитіла, які зв'язуються з мікроорганізмами і запобігають їх поширення. Іммунногістохіміческое дослідження засноване на тому ж принципі. Якщо антиген присутній в зразку, то він вступає в реакцію з антитілом. Цей процес можна порівняти з дактилоскопії - поверхня здається чистою, але за допомогою спеціального порошку можна побачити картину папілярних ліній.

Для того щоб побачити антитіла, додають флуоресцентні барвники. Вивчаючи оброблені зрізи під мікроскопом з набором фільтрів, можна виявити присутність ракових клітин; а при великому збільшенні можна спостерігати розташування досліджуваних білків усередині клітин.

Щоб виявити важливі маркери розвитку пухлини, зразок тканини також ділиться на безліч частин, які мають у своєму розпорядженні на предметне скло мікроскопа. Кожен з цих шматочків піддається впливу специфічних антитіл, тому з одного шматка тканини ми можемо зібрати дані про багатьох біомолекул. Це дозволяє визначити стадію розвитку пухлини і передбачити її агресивність. У той же час, проби на одному предметному склі роблять можливим вибрати деякі окремі маркери з урахуванням історії хвороби пацієнта і його супутніх захворювань.

1. Оцінити і, при необхідності, відрегулювати початковий клінічний діагноз;
2. Провести оптимізацію обраного методу лікування, характеру і дози препаратів;
3. Прогнозувати потенційні побічні ефекти для кожного конкретного пацієнта.

Після завершення лікування необхідно буде провести додаткові тести з метою оцінки досягнутих результатів. Залежно від результатів, необхідні будуть радикальні зміни курсу лікування. Такий підхід забезпечить необхідними клінічними даними для великого числа пацієнтів - це повинно допомогти лікарям поліпшити процес діагностики і процес відбору індивідуального лікування для кожного пацієнта.

Детальніше в науковій статті: