Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Kann die Spieltheorie erklären, wie Tumoren entstehen?

18.05.2009
Eine Theorie von Dresdner Mathematikern und Informatikern legt die Entwicklung neuer sauerstoffbasierter Krebstherapien nahe

Die Spieltheorie - ein Teilgebiet der Mathematik, das dabei helfen kann, Strategien und Gewinnchancen in komplexen Regelszenarien zu berechnen - könnte erklären, wie Krebszellen im Wettbewerb mit gesundem Gewebe die Oberhand gewinnen.

Das berichten Prof. Dr. Andreas Deutsch, Dr. David Basanta und Dr. Haralambos Hatzikirou vom Zentrum für Informationsdienste und Hochleistungsrechnen der TU Dresden und der Bonner Neurochirurge Dr. Matthias Simon in einer Ausgabe der alle zwei Monate erscheinenden Zeitschrift "Cell Proliferation".*

Die Wissenschaftler untersuchten, wie sich Tumorzellen im Überlebenskampf mit anderen Zellen verhalten, und schlagen vor, gezielt Therapien zu entwickeln, die die neuen Erkenntnisse zur Krebsbekämpfung nutzen. Die "Fitness" einer Zelle - so der evolutionsbiologisch motivierte Ansatz - hängt von ihren Interaktionen mit Nachbarzellen ab. Mit einem geeigneten mathematischen Ansatz sollte es den Forschern also gelingen, zelluläre Interaktionen als eine Art Überlebensspiel zu simulieren, ganz ähnlich dem berühmten "Spiel des Lebens" des Mathematikers John Horton Conway aus dem Jahr 1970. "Soweit wir wissen, ist es das erste Mal, dass sich Forscher den komplexen Wechselwirkungen und Invasionsstrategien von verschiedenen Tumor-Phänotypen mit den Mitteln der Spieltheorie widmen", bestätigte der Koautor Dr. David Basanta, der mittlerweile an einem Krebsforschungszentrum in Tampa (Florida) arbeitet.

Seit 1997, als britische Genetiker im "European Journal of Cancer" zum ersten Mal dem Wachstum von Tumorzellen mit der Spieltheorie zu Leibe rückten, versuchen Forscher, Erkenntnisse der Pioniere der Spieltheorie, John von Neumann und Oskar Morgenstern, auf die Tumorentwicklung ('Karzinogenese') anzuwenden. Die Wissenschaftler begannen ihre Studien unter der Annahme, dass sich verschiedene Tumorzell-Typen unterscheiden lassen. Eine spontane Mutation kann zum Beispiel dazu führen, dass eine Tumorzelle Energie nicht aus Verbrennungs-, sondern Vergärungsprozessen (Glykolyse) gewinnt. Das ist der so genannte 'Warburg-Effekt'. Das Forscherteam untersuchte nun neun verschiedene spieltheoretische Szenarien. "Unsere Resultate legen nahe, dass Therapien, die den Zellen den Wechsel zum Vergärungs-Stoffwechsel erschweren - wie zum Beispiel die erhöhte Zufuhr von Sauerstoff - damit auch die Invasion von Krebszellen erschweren würden", erklärt Basanta.

Die Forscher müssen bei der Interpretation ihrer Ergebnisse jedoch Einschränkungen machen: "In unseren bisherigen Berechnungen wurden räumliche Zusammenhänge im Zellverband vernachlässigt", gibt Deutsch zu bedenken. Deswegen wollen die Dresdner Forscher nun größere Zellverbände in dreidimensionalen räumlichen Strukturen betrachten und auch auf die Einzelbeweglichkeit von Zellen genauer eingehen. Eine Hilfe sind der Gruppe dabei die Großrechner des universitären Zentrums für Informationsdienste und Hochleistungsrechnen (ZIH), die die komplexen Simulationen erst ermöglichen.

*) D. Basanta, M. Simon, H. Hatzikirou, A. Deutsch. Evolutionary game theory elucidates the role of glycolysis in glioma progression and invasion (pp. 980-987) Cell Prolif 41/6; Published Online: Nov 18 2008 9:21PM

Informationen für Journalisten:
Prof. Dr. Andreas Deutsch
Tel.: 0351 463-31943
E-Mail: andreas.deutsch@tu-dresden.de

Kim-Astrid Magister | idw
Weitere Informationen:
http://www.tu-dresden.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Informationstechnologie:

nachricht Sicheres Bezahlen ohne Datenspur
17.10.2017 | Karlsruher Institut für Technologie

nachricht Saarbrücker Forscher erstellen digitale Objekte aus unvollständigen 3-D-Daten
12.10.2017 | Universität des Saarlandes

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Informationstechnologie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Schnelle individualisierte Therapiewahl durch Sortierung von Biomolekülen und Zellen mit Licht

Im Blut zirkulierende Biomoleküle und Zellen sind Träger diagnostischer Information, deren Analyse hochwirksame, individuelle Therapien ermöglichen. Um diese Information zu erschließen, haben Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnik ILT ein Mikrochip-basiertes Diagnosegerät entwickelt: Der »AnaLighter« analysiert und sortiert klinisch relevante Biomoleküle und Zellen in einer Blutprobe mit Licht. Dadurch können Frühdiagnosen beispielsweise von Tumor- sowie Herz-Kreislauf-Erkrankungen gestellt und patientenindividuelle Therapien eingeleitet werden. Experten des Fraunhofer ILT stellen diese Technologie vom 13.–16. November auf der COMPAMED 2017 in Düsseldorf vor.

Der »AnaLighter« ist ein kompaktes Diagnosegerät zum Sortieren von Zellen und Biomolekülen. Sein technologischer Kern basiert auf einem optisch schaltbaren...

Im Focus: Neue Möglichkeiten für die Immuntherapie beim Lungenkrebs entdeckt

Eine gemeinsame Studie der Universität Bern und des Inselspitals Bern zeigt, dass spezielle Bindegewebszellen, die in normalen Blutgefässen die Wände abdichten, bei Lungenkrebs nicht mehr richtig funktionieren. Zusätzlich unterdrücken sie die immunologische Bekämpfung des Tumors. Die Resultate legen nahe, dass diese Zellen ein neues Ziel für die Immuntherapie gegen Lungenkarzinome sein könnten.

Lungenkarzinome sind die häufigste Krebsform weltweit. Jährlich werden 1.8 Millionen Neudiagnosen gestellt; und 2016 starben 1.6 Millionen Menschen an der...

Im Focus: Sicheres Bezahlen ohne Datenspur

Ob als Smartphone-App für die Fahrkarte im Nahverkehr, als Geldwertkarten für das Schwimmbad oder in Form einer Bonuskarte für den Supermarkt: Für viele gehören „elektronische Geldbörsen“ längst zum Alltag. Doch vielen Kunden ist nicht klar, dass sie mit der Nutzung dieser Angebote weitestgehend auf ihre Privatsphäre verzichten. Am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) entsteht ein sicheres und anonymes System, das gleichzeitig Alltagstauglichkeit verspricht. Es wird nun auf der Konferenz ACM CCS 2017 in den USA vorgestellt.

Es ist vor allem das fehlende Problembewusstsein, das den Informatiker Andy Rupp von der Arbeitsgruppe „Kryptographie und Sicherheit“ am KIT immer wieder...

Im Focus: Neutron star merger directly observed for the first time

University of Maryland researchers contribute to historic detection of gravitational waves and light created by event

On August 17, 2017, at 12:41:04 UTC, scientists made the first direct observation of a merger between two neutron stars--the dense, collapsed cores that remain...

Im Focus: Breaking: the first light from two neutron stars merging

Seven new papers describe the first-ever detection of light from a gravitational wave source. The event, caused by two neutron stars colliding and merging together, was dubbed GW170817 because it sent ripples through space-time that reached Earth on 2017 August 17. Around the world, hundreds of excited astronomers mobilized quickly and were able to observe the event using numerous telescopes, providing a wealth of new data.

Previous detections of gravitational waves have all involved the merger of two black holes, a feat that won the 2017 Nobel Prize in Physics earlier this month....

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Mobilität 4.0: Konferenz an der Jacobs University

18.10.2017 | Veranstaltungen

Smart MES 2017: die Fertigung der Zukunft

18.10.2017 | Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - Dezember 2017

17.10.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Schnelle individualisierte Therapiewahl durch Sortierung von Biomolekülen und Zellen mit Licht

18.10.2017 | Biowissenschaften Chemie

Biokunststoffe könnten auch in Traktoren die Richtung angeben

18.10.2017 | Messenachrichten

»ILIGHTS«-Studie gestartet: Licht soll Wohlbefinden von Schichtarbeitern verbessern

18.10.2017 | Energie und Elektrotechnik