Heidelberger Wissenschaftler gehen der frühen Darmkrebsentstehung mit mathematischen Modellen entgegen

Mathematische Modellierung molekularer Pfade bei der kolorektalen Karzinogenese und der Entwicklung der Dickdarmkrypta beim Lynch-Syndrom

Im Rahmen der Kooperationsinitiative „Mathematik in der Onkologie“ zwischen dem ATB und dem Engineering Mathematics and Computing Lab (EMCL) der Universität Heidelberg wurden kürzlich zwei Studien veröffentlicht (https://emcl.iwr.uni-heidelberg.de/). Die erste in PLOS Computational Biology veröffentlichte Studie liefert die Ergebnisse eines neuen mathematischen Modells der kolorektalen Karzinogenese, das aus mehreren Komponenten besteht, die abhängige und unabhängige Mutationsereignisse berücksichtigen. Die erhaltenen Simulationsergebnisse stimmen mit aktuellen klinischen Tumordaten überein und geben Hinweise auf die ersten Schritte der Krebsentstehung beim Lynch-Syndrom. Der Ansatz bietet einen modularen Rahmen für die Modellierung mehrerer Karzinogenesewege, der durch geringfügige Modifikationen auf andere Organe angewendet werden könnte.

In der zweiten in Computational and Systems Oncology veröffentlichten Studie analysierten die Wissenschaftler mithilfe von Computersimulationen die biologischen Prozesse hinter den unsichtbaren ersten Schritten der Darmkrebsentstehung auf Kryptaebene. Aktuelle Forschungsergebnisse deuten darauf hin, dass bestimmte mutierte Krypten der Ursprung von Darmkrebs sind. Die Analyse der Mutationsprozesse innerhalb einer Krypta ist für das Verständnis der Krebsentstehung von entscheidender Bedeutung und kann erhebliche Auswirkungen auf die Krebsprävention haben. Die Wissenschaftler haben nun ein Rechenmodell entwickelt, um diese Mutationsprozesse innerhalb einer Krypta am Computer zu simulieren. Mithilfe dieser Computersimulationen lässt sich analysieren, ob und wie schnell verschiedene sogenannte Treibermutationen eine Krypta übernehmen. Die Ergebnisse der Studie bieten eine wertvolle Grundlage für zukünftige Studien, die darauf abzielen, eine maßgeschneiderte Behandlung von Lynch-Syndrom-Trägern zu unterstützen.

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