Cancer urval

Cancerurval kan ses genom det naturliga urvalets lins . Djurvärdens kropp är den miljö som utövar det selektiva trycket på cancerceller. De mest vältränade cancercellerna kommer att ha egenskaper som gör att de kan konkurrera ut andra cancerceller som de är relaterade till, men som är genetiskt olika. Denna genetiska mångfald av celler i en tumör ger cancer en evolutionär fördel jämfört med värdens förmåga att hämma och förstöra tumörer. Därför behövs andra selektiva påtryckningar såsom kliniska behandlingar och farmaceutiska behandlingar för att hjälpa till att förstöra den stora mängden genetiskt olika cancerceller i en tumör. Det är på grund av den höga genetiska mångfalden mellan cancerceller i en tumör som gör cancer till en formidabel fiende för djurvärdarnas överlevnad. Det har också föreslagits att cancerselektion är en selektiv kraft som har drivit utvecklingen av djur. Därför har cancer och djur parats ihop som konkurrenter i samevolution genom tiden.

Naturligt urval

Evolution , som drivs av naturligt urval , är hörnstenen för nästan alla grenar av biologi, inklusive cancerbiologi. 1859 Charles Darwins bok On the Origin of Species, där Darwin föreslog sin evolutionsteori med hjälp av naturligt urval. Naturligt urval är den kraft som driver förändringar i de fenotyper som observeras i populationer över tid, och är därför ansvarig för mångfalden bland alla levande varelser. Det är genom det tryck som naturligt urval utövar på individer som leder till evolutionär förändring över tid. Naturligt urval är helt enkelt det selektiva trycket som verkar på individer inom en population på grund av förändringar i deras miljö som väljer de egenskaper som är bäst lämpade för den selektiva förändringen.

Urval och cancer

Samma observationer som Darwin föreslog för mångfalden i fenotyper bland alla levande varelser kan också tillämpas på cancerbiologi för att förklara hur selektion driver förändringar i populationen av celler i en tumör över tiden. Därför är organismens kropp miljön i syfte att utveckla cancer, och förändringar i miljön, oavsett om det sker via naturliga processer eller kliniska terapier, utövar det selektiva trycket på cancer som kan driva en selektiv anpassning i cancertumörceller.

Mångfald är en selektiv fördel

Cancer är en sjukdom som är mycket varierande inte bara sin patologi, utan i initieringen och progressionen från icke-cancerös vävnad till malign tumörvävnad. Cancer anses vara stokastisk till sin natur, eftersom det finns många variabler och sannolikheter som bidrar till hur en cell eller vävnad utvecklas från ett tillstånd av icke-cancer, till cancer, och så småningom till metastasering . Cancer skiljer sig från många andra sjukdomar på grund av sjukdomens unikt långa livslängd som bidrar till mångfalden av cancerceller både inom en tumör och mellan relaterade tumörer i en värd.

Tumörheterogenitet

Med tiden kan cancertumörer utvecklas i genetisk mångfald bland klonala celler på grund av förmågan att ackumulera förändringar över tiden, tills tumören når homeostas , vilket möjliggör spridning av sjukdomen genom hela en värds kropp. Överlappa denna väg med alla andra utvecklingsvägar och möjliga händelser som kan leda till samma resultat av metastaser , och det blir uppenbart att cancer har en unik förmåga att hitta ett sätt att utvecklas till sin cancerfenotyp . Därför kommer majoriteten av tumörcellerna att ackumulera mutationer som ökar den genetiska mångfalden inom tumören ( genetisk heterogenitet inom tumören) från det ögonblick då celler eller vävnader läggs ner i en väg mot metastasering . Inte bara kan tumörer vara sammansatta av genetiskt olika celler, det kan också leda till intertumörheterogenitet vilket betyder att relaterade tumörer inom samma värd är genetiskt olika. Denna tumörheterogenitet ger en selektiv fördel för de klonala och subklonala cellerna i en tumör som passar bäst. På grund av heterogeniteten och den okontrollerade spridningen av tumörceller ges cancer en selektiv fördel inte bara gentemot icke-cancerceller, utan också mot selektiva påtryckningar som väljer emot det, såsom farmaceutiska och kliniska terapier, och även värdens immunsystem.

Motstånd

På grund av sin mångfaldiga natur har cancer kunnat utveckla mycket definierade och specifika mekanismer för att motstå selektiva tryck. Målet med selektiva påtryckningar på cancer är att befria sjukdomen från dess mångfald och därmed tvinga den tillbaka till ett initialt mindre skadligt, lättare behandlingsbart, mindre mångsidigt, icke-canceröst neoplastiskt tillstånd i vilket den anses inte vara dödlig. Ett neoplastiskt tillstånd eller neoplasm är helt enkelt en onormal tillväxt av vävnad som kan variera från en ofarlig icke-cancerös mullvad till en cancertumör. Cancer kan kringgå negativt selektivt tryck på grund av dess förmåga att ackumulera mutationer som orsakar genetisk mångfald i tumörceller när cellerna förökar sig. Cancer verkar ha utvecklat en benägenhet för, eller åtminstone, ett urval för fitness. Detta visas i förmågan för tumörer som genomgår stora mängder mutationer att hitta ett sätt för de celler som utgör tumören att överleva och att producera cellulära avkommor som är bättre lämpade för överlevnad. Därför cancerinitiering och -progression vara mycket konserverad evolutionärt, annars skulle en tumör dissociera bara på grund av en överdriven volym av mutationer som uppstår inom den.

Evolution hos djur drivna av cancer

Ett annat intressant sätt att se på cancerutvecklingen är inte genom linsen för hur selektiva påtryckningar formar sjukdomen under hela dess tid i en organism, utan snarare att tänka på cancer som en selektiv kraft som i sig formar utvecklingen av populationerna av djurvärdar. Genom att använda detta tillvägagångssätt skulle cancerselektion definieras på samma sätt som naturligt urval och artificiellt urval definieras. Detta innebär att liksom naturligt och artificiellt urval, skulle cancerselektion definieras som en selektiv kraft som kan driva befolkningsmångfald och över tid leda till evolution .

Cancer är själviskt

Cancer definieras ofta som självisk, eftersom den är sammansatt av själviska cellinjer som producerar avkomma som har högre kondition och reproduktiv framgång än föräldraceller som tillåter dem att konkurrera ut andra klonala celler. Denna ökning av konditionen (cancerprogression) är naturligtvis skadlig för värden inom vilken cancern finns. Därför skulle man möjligen kunna se på cancer och djurvärdar som är sammanflätade i den komplicerade dans som biologer känner till som co-evolution . Denna teori skulle föreslå att när djur utvecklar nya morfologiska egenskaper och livshistoriska beteenden blir de mer mottagliga för att utveckla cancer. Därför får cancer den evolutionära fördelen gentemot djur på grund av nyligen utvecklade djuregenskaper som den kan välja mot eller för sin egen överlevnad. Detta sätter sedan tillbaka det selektiva trycket på djurarter att utvecklas eller för alltid ge efter för cancerselektivt tryck. Senast har det teoretiserats att all den morfologiska och livshistoriska mångfalden som ses idag hos djur, är resultatet av de oräkneliga dödsfallen som orsakas av cancer i förfäders djurlinjer.

Exempel

Cancer är en sjukdom med lång livslängd. Därför, när djur utvecklades till större och mer komplexa organismer med längre livslängder själva var deras morfologier mycket begränsade av behovet av att anpassa en resistens till de negativa selektiva tryck som cancer utövade på dem. För att cancerceller ska trivas måste de kunna föröka sig okontrollerat och okontrollerat i vävnaderna hos deras djurvärdar. Därför har djur anpassat sig till cancerselektion genom att utveckla tumörundertryckande gener. Dessa gener hjälper till att hämma initieringen och utvecklingen av cancerceller.