Over 500,000 people in the United States and over 8 million people worldwide are dying every year from cancer. As people live longer, the incidence of cancer is rising worldwide and the disease is expected to strike over 20 million people annually by 2030. This open course is designed for people who would like to develop an understanding of cancer and how it is prevented, diagnosed, and treated. The course introduces the molecular biology of cancer (oncogenes and tumor suppressor genes) as well as the biologic hallmarks of cancer. The course also describes the risk factors for the major cancers worldwide, including lung cancer, breast cancer, colon cancer, prostate cancer, liver cancer, and stomach cancer. We explain how cancer is staged, the major ways cancer is found by imaging, and how the major cancers are treated. In addition to the core materials, this course includes two Honors lessons devoted to cancers of the liver and prostate. Upon successful completion of this course, you will be able to: - Identify the major types of cancer worldwide. (Lecture 1) - Describe how genes contribute to the risk and growth of cancer. (Lecture 2) - List and describe the ten cellular hallmarks of cancer. (Lecture 3) - Define metastasis, and identify the major steps in the metastatic process. (Lecture 4) - Describe the role of imaging in the screening, diagnosis, staging, and treatments of cancer. (Lecture 5) - Explain how cancer is treated. (Lecture 6) We hope that this course gives you a basic understanding of cancer biology and treatment. The course is not designed for patients seeking treatment guidance – but it can help you understand how cancer develops and provides a framework for understanding cancer diagnosis and treatment.
An Ecological Paradigm: Why Do Cancer Cells Metastasize from the Primary Tumor?
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Del curso dictado por Johns Hopkins University
Introduction to the Biology of Cancer
1816 calificaciones
De la lección
Metastasis: The Real Killer
The lethal agent of cancer is metastasis. This week, we'll take a good look at this deadly event, TNM staging, the metastatic process, and an ecological paradigm.
Conoce a los instructores
Kenneth J. Pienta, M.D.The Donald S. Coffey Professor of Urology
The James Buchanan Brady Urological Institute
Como hemos discutido, en esta y en lecciones previas,
la metastasis del cáncer mantiene una evidente e insatisfecha necesidad clínica.
Tras decadas de investigación, mientras obtenemos muchas respuestas, aún seguimos lejos de
nuestro objetivo de entender los subyacentes mecanismos relacionados con el crecimiento metastásico.
Desde la salida de células cancerígenas desde el tumor principal,
hasta cómo las células cancerígenas forman tumores lejos de el lugar que ocupa el tumor de origen.
Para responder a estas preguntas, y para enmarcar nuevas preguntas relacionadas con la metástasis,
nuestro grupo de investigación ha mirado hacia la ciencia ecológica usando
los descubrimientos en ecología para informar de nuestras investigaciones en la biología del cáncer.
Nuevos paradigmas para entender mejor el proceso metastásico son necesarios para
primero describir cada paso y mecanismo de la metástasis.
Y segundo para provocar el desarrollo de nuevas estrategias terapéuticas para tratar
las enfermedades metastáticas.
Mientras crecen, los tumores fundamentalmente alteran el medio interrumpiendo
la homeostasis del órgano anfitrión y ocasionalmente al paciente por completo.
La muerte es el resultado final de la desregularización de la señalización de la célula y
los mecanismos reguladores, así como la inapropiada reclutación celular del anfitrión,
una actividad que conduce a la muerte del paciente.
Esto tiene un notable paralalelismo a las estructuras de la biología ecologica.
Aquí tu puedes ver una tabla que muestra como el cáncer puede compararse con
conceptos ecológicos.
Tú tienes varios ecosistemas interactuando,
los que pueden ser comparados con sistemas orgánicos, compuestos de muy diversas especies o
tipos de células, coexistiendo en una gran bioesfera o en el cuerpo.
La introducción de una especie invasora o cáncer,
altera este ecosistema homeostático induciendo la dispersión en los individuos,
metástasis, y a veces el colapso del ecosistema, o el fallo orgánico, o la muerte.
Finalmente, para metastizar,
una célula cancerigena se debe mover desde su ecosistema de nacimiento en el tumor primario.
Dispersión, tanto en ecología como en la biología del cáncer, es un empeño de alto riesgo.
Los riesgos asociados con el movimiento han sido descritos en el campo del movimiento
ecologico e incluye una corta reducción de la salud del emigrante.
O en este caso la célula cancerígena, pierde la habilidad de replicarse
porque una vez la célula cancerígena se mueve no puede replicarse mientras está en movimiento.
Cambio en el metabolismo.
La energía gastada se convierte en un fenotipo de migración.
Le toma mucha energía a una célula el movimiento, desconocido y
hostil medio, el cual ha aumentado la depredación y
ecología pero también la supervivencia en la metástasis del cáncer.
y un futuro riesgo de un segundo lugar hostil o que no haya un segundo lugar en absoluto.
Así que este riesgo elevado implica que individualmente, o células cancerosas,
no dejan su ecosistema nativo si no es que el riesgo de quedarse en su
ecosistema sea mayor que el riesgo de dispersarse.
Una de las principales razones por las que los organismos dejan su ecosistema nativo es
por que las condiciones se deterioran rápidamente debido a fuerzas externas
que influyen sobre el ecosistema y eventualmente, lo llevan al colapso.
Aquí os enseñamos un ejemplo de un embalse eutrofizado
Fue instigado por la contaminación de fertilizantes y aguas residuales no tratadas.
La contaminación lleva al crecimiento de algas invasivas y al incremento de la proliferación y
que provoca hipoxia, acidificación y pérdida de nutrientes en el hábitat.
Por lo tanto, ningún organismo nativo puede sobrevivir en estas duras condiciones que se han establecido.
Las especies nativas se extinguen o migran a otro lugar.
En este ecosistema desequilibrado, los organismos deben de dispersarse dada a la dureza
de las condiciones para encontrar un lugar más favorable o se extinguirán.
Un mecanismo similar es el que se refleja en el tumor primario
de un paciente con cancer
En diferencia a una rápida eutrofización, en un tumor, las rápidas
células cáncerosas que se dividen forman un tumor que puede tanto instigar y
mantener el dañino ambiente autoetrófico.
Eventuamente, cuando un tumor toma ventaja sobre el sistema circulatorio, la homeostasis del ecosistema normal
es desmantelado resultando en un habitat hipóxico, acido y pobre en nutrientes.
Esto es lo que hemos definico como pantano del cáncer.
como la selección de descomponedores anarobios del sistema ecológico
estas condiciones seleccionan a las células cancerosas que toleren estas condiciones extremas
del tumor, y que lleve a la extinción de las especies nativas, o células normales.
Eventuamente, una superpoblación implica crecimiento y que los niveles de oxígeno, pH y nutrientes bajen
las células cancerosas se ven inducidas a dejar el tumor primario como una célula metastática
Investigadores en nuestro grupo están trabajando tratando de comprender cada uno de estos pasos.
desde la formación del pantano del cáncer al ecosistema que incluencia a las células para inducir
que eventualmente se dispersen del lugar primario, con la meta de comprender estos
primeros pasos críticos de la progesión metastática.
Volviendo al ejemplo, he esbozado aquí, nosotros y
otros que están aplicando esta teoría, a otros componentes de la biología del cáncer en
orden de ganar nuevas perspectivas en cuanto al problema de las metástasis.
Por ejemplo, investigaciones actuales están utilizando modelos ecológicos para estudiar la ingeniería de
el microambiente del tumor, movimiento ecológico de células metastáticas, así
por qué se mueven y cómo se mueven.
La habilidad de las células circulantes para sobrevivir en la transición, de lo que hemos hablado.
A causa de los síndromes mediados por citoquinas, que causan una amyor cantidad de muertes entre pacientes con cáncer.
y diseár drogas novedosas desde el punto de vista ecológico para desmantelar estos ecosistemas del cáncer.
Así que en esta lección, hemos analizado las metástasis, hemos definido metástasis
hemos definido el sistema de los estados TNM, y el papel de las metástasis en él
la cascada metastática, y nuevos paradigmas para que los grupos de investigación
que están trabajando tratando de entrar los mecanismos subyacentes de las metástasis.
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