Proces akumulacji mutacji genetycznych prowadzących do rozwoju nowotworów piersi i jajnika można lepiej zrozumieć dzięki modelowi Avramiego-Dobrzyńskiego, opracowanemu przez polskich naukowców. Fizycy wykorzystali analogię do sposobu powstawania kryształów. Analiza ryzyka może znacznie przyspieszyć diagnozę.
Aby zastosować w praktyce biofizyczny model powstawania nowotworu, naukowcy wykorzystali analogię procesu przejścia fazowego w fizyce do procesu transformacji nowotworowej w komórkach. Fizyczną koncepcję zarodkowania i wzrostu kryształów przełożyli na język biologii. Do określenia prawdopodobieństwa pojawienia się choroby nowotworowej wykorzystali zmodyfikowane równanie Avramiego. Zdaniem zespołu, model może mieć istotne znaczenie kliniczne.
– Wielopunktowy model kancerogenezy zakłada, że nowotwór powstaje w wyniku sekwencyjnej akumulacji wielu mutacji genetycznych w komórkach, co prowadzi do zakłócenia prawidłowych funkcji komórkowych i rozwoju nowotworów złośliwych. Kiedy liczba mutacji onkogennych przekracza pewną wartość krytyczną, transformacja nowotworowa komórki przebiega jako szybki proces nieliniowy, analogicznie do zjawiska fizycznego przejścia fazowego – wyjaśniono na stronie Politechniki Warszawskiej.
Badania są koordynowane przez naukowców z Zakładu Fizyki Układów Złożonych na Wydziale Fizyki Politechniki Warszawskiej. Jak poinformowała uczelnia, nad modelem pracował m.in. Krzysztof W. Fornalski z Wydziału Fizyki PW oraz Narodowego Centrum Badań Jądrowych. Artykuł na temat wykorzystania modelu został opublikowany w International Journal of Molecular Sciences https://www.mdpi.com/1422-0067/25/2/1352. Jego współautorami są: Anna Zawadzka i Michał Mikula z Państwowego Instytutu Badawczego Onkologii im. Marii Skłodowskiej-Curie, Beata Brzozowska i Adrianna Tartas z Wydziału Fizyki Uniwersytetu Warszawskiego, Anna Matyjanka z Wydziału Fizyki PW oraz Joanna Reszczyńska z Instytutu Medycznego PAN.
Badacze przeanalizowali dane dotyczące raka piersi i jajnika u podopiecznych Narodowego Instytutu Onkologii im. Marii Skłodowskiej-Curie w Warszawie. Okazało się, że u pacjentek z dziedzicznymi mutacjami genu BRCA1/BRCA2 nowotwór można zdiagnozować około dwóch lat wcześniej niż u pozostałych osób.
Naukowcy zamierzają kontynuować badania sugerujące, że procesy rakotwórcze przebiegają według dynamiki fraktalnej.
Fizyka medyczna to nowa dziedzina intensywnie rozwijana w wielu ośrodkach na całym świecie, w tym na Wydziale Fizyki Politechniki Warszawskiej, gdzie prowadzony jest cykl seminariów „Fizyka nowotworu”.
Nauka w Polsce
