对癌症和传染病等疾病抗药性的发展的抵抗力构成了一个重大挑战。
与认为无需治疗就会由于生长缓慢而导致抗药性突变减少的观点相反，在癌症和病原体等进化疾病中，预先存在的抗药性是普遍存在的，这与传统假设相悖。
以癌症为例，人们普遍认为，即使在治疗之前，肿瘤中可能存在少量耐药细胞。有趣的是，这些突变细胞在治疗之前通常被认为具有比周围的祖先细胞更低的适应性，这引发了为什么这些适应性较差的细胞能生存下来的问题。
在一项最新的研究中，凯斯西储大学和克利夫兰 Clinic 的研究人员发现了一个引人注目的发现：这些突变细胞与其祖先之间的相互作用，类似于生态系统中不同物种之间的关系，可能是理解这一情况的关键。
他们的研究结果提出，这些生态相互作用在减轻抗药性缺陷方面起着至关重要的作用，为早期存在的抗药性的生存提供了一条途径，这不仅适用于肺癌，还适用于在药物抗性方面存在问题的各种医学背景，涵盖不同类型的癌症、病原体和寄生虫。
研究
该研究结合计算机模拟和分析结果，提出了一种数学框架，以探讨这些生态相互作用如何影响抗药性的进化动态。
该研究的首席研究员雅各布·斯科特表示：“这个发现非常重要，因为它解决了经典群体遗传学和理论生态学之间的根本分歧。”斯科特是一名克利夫兰 Clinic 的职员医师-科学家，凯斯西储大学物理和医学的副教授，以及凯斯综合癌症中心数据科学的副主任。
研究还强调了这些结果的实际意义，通过对非小细胞肺癌中常见耐药机制的基因修改，这种疾病以其对靶向治疗的既有抗药性以及是美国癌症相关死亡的主要原因而闻名。
每种基因改造的癌细胞系在与其祖先配对的情况下显示出优势，在与其对治疗敏感的祖先共同培养时，与新理论一致，并解决了这一悖论。
研究的首席作者、凯斯西储大学的博士后研究员杰夫·马尔塔斯表示：“我们的研究结果提出了一种令人信服的新理论，解释了治疗抵抗力的普遍存在：耐药细胞是通过生态机制被周围细胞保存的。”他补充说：“这些结果引入了一种新的治疗方法：创造能够破坏促使抗药性的生态互动的治疗，而不是开发针对日益耐药群体的新药。”
这项横跨物理学、遗传学、理论生态学和数学肿瘤学的跨学科研究发表在《PRX Life》上，标志着理解抗药性进化的重大进展。研究人员希望这能导致创新策略来对抗癌症和传染病。
