PLoS ONE: en matematisk model af Cancer Stem Cell Driven Tumor Indledning: Konsekvenserne af Niche Størrelse og Tab af homeostatiske reguleringsmekanismer

Abstrakte

Hierarkisk organiseret vævsstrukturer, med stamcelle drevet celledifferentiering, er afgørende for homeostatiske vedligeholdelse af de fleste væv, og dette underliggende cellulære arkitektur er potentielt en kritisk aktør i udviklingen af ​​en mange kræftformer. Her udvikler vi en matematisk model af mutation erhvervelse at undersøge, hvordan deregulering af de mekanismer, bevare stamceller homeostase bidrager til tumor initiering. En roman træk ved modellen er inddragelsen af ​​både ydre og indre kemiske signalering og samspil med niche til at styre stamceller selvfornyelse. Vi anvender modellen til at simulere virkningerne af en række forskellige typer og sekvenser af mutationer og derefter sammenligne alle mutation veje for at bestemme, hvilke der genererer cancerceller hurtigste. Modellen forudsiger, at den rækkefølge, mutationer forekommer i væsentlig grad påvirker tempoet i tumorigenese. Desuden tumor sammensætning varierer for forskellige mutation veje, således at nogle sekvenser generere tumorer der er domineret af kræftceller med alle mulige mutationer, mens andre primært består af celler, der ligger tættere normale celler med kun en eller to mutationer. Vi er også i stand til at vise, at under visse omstændigheder, sunde stamceller falde på grund af forskydningen af ​​muterede celler, der har en konkurrencefordel i den niche. Endelig i tilfælde af at alle homøostatiske regulering er tabt, eksponentiel vækst af kræft befolkning forekommer ud over udtømningen af ​​normale celler. Denne model er med til at fremme vores forståelse af, hvordan mutation erhvervelse påvirker mekanismer, der påvirker beslutninger celle-skæbne og fører til indledning af kræft

Henvisning:. Gentry SN, Jackson TL (2013) en matematisk model af Cancer Stem Cell Driven Tumor Indledning: Konsekvenserne af Niche Størrelse og Tab af homøostatiske reguleringsmekanismer. PLoS ONE 8 (8): e71128. doi: 10,1371 /journal.pone.0071128

Redaktør: Shree Ram Singh, National Cancer Institute, USA

Modtaget: April 24, 2013; Accepteret: 28 Juni 2013; Udgivet: 19 august, 2013