治疗癌症的有效新策略

这种治疗方法是控制染色质，一组大分子 - 包括DNA，RNA和蛋白质 - 在细胞内容纳遗传信息，并确定哪些基因被抑制或表达。在癌症的情况下，染色质具有调节癌细胞的能力的能力，通过表达允许癌细胞对治疗产生抗性的基因来找到适应治疗的方法。

Backman的解决方案改变染色质的结构，防止癌症进化以抵抗治疗，使疾病成为现有药物的一个更容易的目标。例如，如果细胞不能进化以抵抗化学疗法，它们就会死亡。在显示出在细胞培养中对抗癌症的巨大潜力之后，该治疗现在正在动物模型中进行研究。

“如果你认为遗传学是硬件，那么染色质就是软件，”西北麦考密克工程学院生物医学工程的Walter Dill Scott教授Backman说。“癌症等复杂疾病不依赖于个体基因的行为，而是依赖于数万个基因之间复杂的相互作用。通过针对染色体，我们可以在基因表达调控的全球模式。”

由美国国家科学基金会的新兴前沿研究和创新计划和西北大学物理科学-肿瘤学中心，研究是支持出版11月6日在自然生物医学工程。除了Backman，Igal Szleifer，Christina Enroth-Cugell生物医学工程教授;Shinreh Shahabi，Feinberg医学院妇科肿瘤学教授;Morris化学与分子生物科学教授Thomas O'Halloran是该论文的资深作者，也是西北大学Robert H. Lurie综合癌症中心的成员。Backman还是生命过程化学研究所和Lurie癌症中心的成员，在那里他领导癌症和物理科学研究项目。

了解染色质的作用

癌症具有许多独特的特征，但其中一个特征是它们的基础：它无情的生存能力。即使它被免疫系统和化疗，免疫疗法和放射等治疗所轰炸，癌症也可能缩小或减缓其增殖，但它很少消失。

“癌症是如何通过这么多箍来生存的?如果你想的话，这是一个非常不可能的事件，“巴克曼说。“但是，所有癌症都有一件事。他们具有非凡的改变，适应和进化的能力，以逃避他们在成长过程中或面对治疗时经常要面对的危险情况。“

Backman的目标不在于发现新的药物或治疗方案。相反，他的团队旨在阻止癌症的适应行为，以提高当前治疗的有效性。关键在于染色质。

在细胞中发现，染色质是一种无序链聚合物，在整个细胞核中以不同的密度包装在一起。通过成像，模拟，系统建模和体内的组合实验中，Backman的团队发现，癌细胞染色质的这种堆积密度产生了可预测的基因表达变化。包装密度越不均匀和无序，癌细胞就越有可能存活，即使面对化疗也是如此。然而，包装密度越有序和保守，细胞死于癌症治疗的可能性就越大。

“通过观察细胞的染色质结构，我们可以预测它是否会存活，”巴克曼说。“具有正常染色质结构的细胞死亡，因为它们无法响应;他们无法探索他们的基因组来寻找抗药性。他们不能发展抵抗。“

该研究利用去年在Backman实验室开发的成像技术。该技术称为部分波光谱(PWS)显微镜，可以让研究人员实时检测活细胞中的染色质。更重要的是，研究人员可以使用PWS在前所未见的20-200纳米长度范围内对染色质进行鉴定，这正是染色质在癌症形成时经历转化的地方。Backman还与分子动力学模拟专家Szleifer合作，模拟染色质对不同刺激的反应。

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