科学家们已经阐明了侵袭性儿童脑癌中不同类型的癌细胞如何相互作用并协同工作以扩散。

使用数学建模，该团队提供了一个框架，用于检测，测量和映射弥漫性内源性脑桥胶质瘤(DIPG)中不同类型细胞之间的相互作用 - 一种脑肿瘤，始于一种称为“未成熟神经胶质祖细胞”的细胞，然后扩散到大脑的其他部分。

伦敦癌症研究所的研究人员领导了这项研究，发表在Cell Reports上。

他们希望靶向和阻断允许细胞协同作用以入侵周围区域的相互作用可能成为一种新的治疗策略，这是目前无法治愈的儿童癌症迫切需要的。

肿瘤内的细胞合作

DIPG 肿瘤由一种以上的癌细胞亚型组成。2018年，癌症研究所(ICR)的科学家团队发现了第一个证据，证明肿瘤内不同亚型的细胞可以合作，而不是像人们普遍认为的那样仅仅争夺资源。

他们的新发现首次表明，就细胞扩散方式而言，一些亚型对其他亚型有积极影响 - 为测试和开发这种儿童癌症的治疗方法开辟了新的途径。

该研究探讨了两种不同亚型癌细胞(标记为VI-E6和VI-D10)之间的相互作用，这些癌细胞是从患者活检的捐赠组织中获得的，当在实验室中一起生长时。VI-E6亚型在与VI-D10共培养时能够进一步扩散。

合作使传播扩大了一倍以上

使用深度学习来处理来自实验室实验的图像，科学家们能够识别一种细胞亚型合作并帮助另一种细胞亚型生长和传播的相互作用，并区分这些相互作用以及由于其他不相关因素(如空间限制)而一种亚型传播得比另一种亚型更多的相互作用。

以前探索癌细胞之间合作的模型侧重于生长，但这项创新研究是第一个测量影响肿瘤细胞扩散和入侵周围区域的相互作用的研究。

研究人员证明，细胞在实验室中一起培养时表现不同，而不是在单独的环境中。同时培养两种不同的亚型使肿瘤的扩散增加了一倍以上。

当他们将两种不同的细胞亚型培养在一起时，研究人员发现癌细胞能够扩散并侵入更大的区域。虽然一种亚型的传播和传播速度更快，但另一种亚型的速度下降 - 突出共生相互作用，其中一种亚型获得益处而不伤害或有益于另一种亚型，以及剥削性相互作用，其中一种亚型的适应性增强，同时降低被利用亚型的适应性。

迈向更多更好的个性化治疗选择

研究结果表明，DIPG细胞亚型之间的相互作用在帮助肿瘤侵入局部环境并扩散方面起着关键作用，这增加了我们对这种儿童癌症如何进展的理解。

通过这种方式，研究人员提供了一个可以应用于更多癌症类型的框架。通过提供识别和测量这些细胞相互作用的方法，还可以探索治疗的效果。

研究人员越来越意识到单个肿瘤内癌细胞之间的差异对治疗结果的重要性。他们希望识别和测量癌细胞亚型之间的相互作用可以带来更好，更个性化的治疗方案。

该研究由Chris Jones教授和ICR进化与癌症中心前团队负责人Andrea Sottoriva教授共同领导。

通过“破坏正相互作用”来攻击肿瘤

该研究的共同负责人，伦敦癌症研究所儿童脑肿瘤生物学教授Chris Jones教授说，

“这种儿童癌症非常难以治疗。几乎所有患有DIPG的儿童都在两年内死亡，迫切需要新的治疗方法。|

“我们开始破译DIPG中不同类型的细胞如何相互作用并相互合作以助长疾病。

“通过将深度学习和先进的数学建模与实验数据相结合，我们提供了一个检测，测量和映射这些相互作用的框架 - 我们希望这将导致测试和开发通过破坏正相互作用和促进细胞亚型之间的负相互作用来攻击肿瘤的治疗方法的新方法。

研究作者Haider Tari博士是伦敦癌症研究所进化基因组学和建模团队的一员，他说：“如果一种亚型与另一种亚型合作，以推动肿瘤的生长和扩散，那么靶向和阻止这种合作至关重要 - 目标是阻止癌症的发展。

“这项创新研究提供了一种确定细胞是否相互作用以及相互作用多少的方法，并且该框架可以应用于许多不同的癌症类型。

英国癌症研究中心儿童和青少年研究负责人Laura Danielson博士说：“这项研究证明了数学建模的力量，可以更好地了解癌细胞如何相互作用和扩散。

“需要做更多的工作来了解我们如何可能针对这些相互作用，但像这样的发现研究为受癌症影响的儿童和年轻人开发更有效的治疗方法带来了希望。