Tumörspridning med artificiell evolution : Warburgeffekten och cancercellers metabolism

Sammanfattning

Denna rapport syftar till att implementera en metod för att simulera cancerceller och skapa en ökad förståelse för hur Warburgeffekten, vilket är cancercellers användning av anaerob metabolism under aeroba förhållanden, påverkar cancerceller. Detta undersöks genom att simulera i en dator hur syrehalten påverkar andelen anaeroba cancerceller i en tumör och dess spridning. I studien undersöks fem olika syrenivåer. Simuleringen görs med en Cellular Automaton-modell och startar med ett mindre antal cancerceller i mitten av ett 200x200-rutnät, omgivna av friska celler. Cancercellerna och deras beslutsmekanismer modelleras med artificiella neurala nätverk och friska celler med fastställda regler. Cancercellerna kan vid delning muteras och ge upphov till nya beteenden som sedan blir en del av selektionsprocessen. Simuleringarna visar att cancercellerna, oberoende av syrehalten, sprider sig på ett likartat vis. Genom att vissa av cancercellerna övergår från aerob till anaerob metabolism så försurar cancertumören sin omgivning, vilket dödar friska celler. Syrehaltens påverkan på andelen anaeroba celler hos tumören visar sig ha betydelse, men det är främst hos den lägsta syrehalten en markant ökning av andelen anaeroba celler noteras. Noterbart är även att andelen anaeroba celler i den här studien, för alla syrehalter, är avsevärt lägre än de 60 % som påvisats i vissa studier av Warburgeffekten gjorda på levande celler.