Tumorwachstum: Allee-Effekt als Schlüsselfaktor?

4. September 2015
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Mithilfe des Allee-Effekts können kleine Tumore absterben, wenn die, durch die Dynamik der Zellpopulation beeinflusste, Zellmobilität bei wachsender Zelldichte sinkt. Der Effekt kann aber auch dazu führen, dass bei steigender Dichte die Krebszellen beweglicher werden und der Tumor wächst.

Mit Hilfe mathematischer Modelle haben Wissenschaftler der TU Dresden eine neue Perspektive auf den Wachstumsmechanismus bösartiger Tumore gewonnen. Krebszellen in der Lage, ihr Verhalten veränderten Umweltbedingungen wie z.B. Änderungen in der lokalen Tumorzelldichte anzupassen und von Zellteilung auf Zellbewegung umzuschalten bzw. umgekehrt. Hier setzten die Forscher an und untersuchten, wie sich dieses Umschaltverhalten der Krebszellen auf Entstehung und Fortbestand des Tumors auswirkt.

Gefährliches Spiel des Allee-Effekts

Dabei zeigen sie, dass ein sogenannter Allee-Effekt wirksam sein könnte. Der Begriff stammt aus der Ökologie und beschreibt die Beobachtung, dass das Aussterberisiko bei sehr kleinen Populationen ab einem bestimmten Punkt signifikant steigt. Auf die Krebszellen übertragen bedeutet dies, dass kleine Tumore allein aufgrund der Dynamik ihrer Zellpopulation sterben können, wenn das Umschaltverhalten so ist, dass die Zellmobilität bei wachsender Zelldichte sinkt. Andersherum kommt es zu einem unvermeidbaren Tumorwachstum, wenn die Krebszellen bei wachsender Zelldichte beweglicher werden.

Mit diesem Modell zeigen die Wissenschaftler, dass die Regulierung der Zellmigration für das Tumorwachstum eine Schlüsselrolle spielen könnte. Damit haben sie noch keine neue Therapie, aber einen theoretischen Ansatz für weitere klinische Studien entwickelt.

Originalpublikation:

An Emerging Allee Effect Is Critical for Tumor Initiation and Persistence
Katrin Böttger et al.; PLOS Computational Biology, doi: 10.1371/journal.pcbi.1004366; 2015

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