İnsanları kanser sözcüğünden daha fazla korkutan çok az şey vardır ve bunun da iyi bir nedeni vardır. Kanser tedavisindeki ilerlemeler, hastalığın her zaman eskisi gibi kaçınılmaz bir ölüme yol açmadığı anlamına gelse de, yaklaşık üç kişiden biri yaşamları boyunca bir tür kansere yakalanacaktır.
Kanser genellikle genetik hasarın tetiklediği kontrol edilemeyen hücre büyümesi olarak tanımlanır. Ancak kanser oluşumu matematik, evrimsel oyun teorisi ve fizik ile de yakından ilişkilidir.
Kanser Nasıl Oluşur?
Vücudumuzda yaşamın temel birimleri olan 200’den fazla farklı hücre türü bulunmaktadır. Bunların her birinin kendine özgü işlevleri vardır ve akciğerler, karaciğer, deri ve beyin gibi çeşitli organlarda organize edilmişlerdir. Bu organların işleyişini sürdürmek için hücreler büyür, bölünür ve ölür. Devamında da diğer hücreler onların yerini alır.
Vücudumuzdaki hücreler için yaşam çok da kolay değildir. Her bir hücre, sınırlı alan ve besin maddeleri için trilyonlarca hücreyle rekabet etmek zorundadır. Hücre büyümesi ile ölüm arasındaki denge karmaşık bir genetik ağ tarafından kontrol altında tutulur. Düzenli bir şekilde işbirliği yaptıkları sürede işler yolunda gider.
Ancak kanser hücreleri sistemi aldatır. Kaynakları ele geçirir, mümkün olduğunca fazla yer kaplamaya çalışır ve ölmeyi reddeder. Bunun anlamı fazla hücrenin birikmesi yani tümör oluşumu olacaktır. Vücudumuzdaki yaklaşık 100 trilyon hücreden herhangi birinde meydana gelen bir mutasyon, bir tümörün oluşması için yeterlidir. Kansere neden olan mutasyonlar kimi zaman kalıtsaldır. Kimi zamanda bir enfeksiyon veya sigara, asbest ve radyasyon gibi çevresel faktörler sonucunda oluşur.
Ancak çoğu mutasyon muhtemelen normal hücre metabolizmasının bir sonucu olan onarılmamış DNA hasarının sonucu olarak ortaya çıkar. Bu nedenle kansere karşı mücadele, çok eski zamanlardan beri Dünya üzerindeki yaşamı yönlendiren temel süreç olan evrime karşı bir mücadeledir.
Kanser Oluşumu İle Matematik Arasındaki İlişki Nedir?
Karmaşıklık, kanseri anlamanın ve tedavi geliştirmenin en zorlu yönlerinden biridir. Organ veya hücre tipine göre prostat kanseri, bağırsak kanseri, meme kanseri, cilt kanseri ve akciğer kanseri gibi isimlendirmeler yapsak da kanser tek tip bir hastalık değildir. Daha ziyade bir çevreye yanıt olarak bir organizmanın davranışındaki, morfolojisindeki ve fizyolojisindeki bazı değişikliklerin oluştuğu bir hastalıktır.
Tüm kanserler akciğerler veya deri gibi tek bir organ veya dokuda başlar. Bu kanserler orijinal organ veya dokularında sınırlı kaldıklarında genellikle daha iyi tedavi edilebilirler. Ancak yayılan kanserler çok daha tehlikelidir. Çünkü yayıldığı organlar hayati organlar olabilir. Kanser bu şekilde yayıldığı zaman buna metastaz denir ve ölümlerinin çoğunluğundan (%67) metastaz sorumludur. Kanser ne kadar uzun süre büyürse metastaz yapma olasılığı da o kadar artar.
Kanserin ilerlemesinin temel itici gücü, DNA’nızın nerede ve ne zaman etkinleştirildiğidir. Ve arka plandaki yayılım süreçleri de oldukça karmaşıktır. Ancak bilim insanları matematik yardımı ile kanserlerin neden metastaz yaptığını ve tedavilere dirençli hale geldiğini anlamaya çalışır. Bunun için de Stokastik süreçleri araştırır.
Epigenetik, Stokastik Süreçleri Ve Kanser Oluşumu Hakkında Bilgi Verir
Stokastik kavramı daha çok borsa ile ilgili incelemelerde karşımıza çıkar. Ancak bu kavram aynı zamanda hastalıkların yayılmasını incelemek için de yaygın olarak kullanılmaktadır. Araştırmacılar, belirli bir sonucun belirsizlik derecesini veya entropisini inceleyerek süreci tanımlamaya çalışır. Genomdaki yüksek entropili alanların belirlenmesi, kanser tespiti ve ilaç tasarımına başka bir yaklaşım biçimi sunar. Entropiyi ve böylece tümörlerin yayılma ve tedaviye dirençli olma riskini azaltan ilaçlar tasarlamak mümkün olabilir.
Epigenetik (genlerin nerede ve ne zaman açılıp kapatıldığı) kanserin ilerlemesinde genetik koddaki doğrudan değişiklikler kadar rol oynuyor. Epigenetik değişiklikler sağlıklı hücreleri normal formlarını ve işlevlerini kaybedecek kadar değiştirebilir.
Biyologlar ve matematikçiler, hücrelerin gen aktivitesini ve epigenetik değişikliklerini ölçerek, kanser hücrelerindeki entropiyi, onları çevreleyen normal hücrelerle karşılaştırırlar. Bu sayede de kanseri erken evrelerinde daha iyi tespit edebilirler.
Sanılanın aksine, matematik sadece soyut konularla ilgilenen ya da yalnızca mühendislerin hesaplama yaparken kullandığı bir bilim değildir. Biyomatematik veya matematiksel biyoloji, biyolojinin özelliklerini açıklamak için matematiksel modeller geliştiren disiplinler arası bilimdir.
Sonuç olarak
Biyolojik sistemler özünde son derece karmaşıktır. Ancak basit matematiksel modeller sayesinde bu sistemdeki temel unsurları ve süreçleri izole etme ve açıklama şansımız olacaktır. Aslına bakarsanız, biyolojideki birçok problem, ağ analizi, grup teorisi, diferansiyel denklemler, olasılık, kaos teorisi ve kombinatorik gibi diğer alanlarda geliştirilen matematiksel teknikler kullanılarak çözülmüştür. Epigenetik entropi ile ilgili yapılan çalışmalar da, kanser oluşum sürecini matematik olmadan tam olarak anlayamayacağınızı bizlere gösteriyor.
Kaynaklar ve ileri okumalar
- Stoll RE. Cancer hazard identification: toward simplification and interpretability. Toxicol Pathol. 1998 Jul-Aug;26(4):582-3. doi: 10.1177/019262339802600416. PMID: 9715519.
- Does this cause cancer? How scientists determine whether a chemical is carcinogenic – sometimes with controversial results. Yayınlanma tarihi: 30 Ocak 2023. Kaynak site: Conversation. Bağlantı: Does this cause cancer? How scientists determine whether a chemical is carcinogenic – sometimes with controversial results/
- Cancer evolution is mathematical. Yayınlanma tarihi: 24 Şubat 2023. Kaynak site: Big Think. bağlantı: Cancer evolution is mathematical./
- Cancer has many faces. 5 counterintuitive ways scientists are approaching cancer research to improve treatment. Yayınlanma tarihi: 1 Kasım 2023. Kaynak site: Conversation. Bağlantı: Cancer has many faces. 5 counterintuitive ways scientists are approaching cancer research to improve treatment
- Teschendorff AE. On epigenetic stochasticity, entropy and cancer risk. Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci. 2024 Apr 22;379(1900):20230054. doi: 10.1098/rstb.2023.0054. Epub 2024 Mar 4. PMID: 38432318; PMCID: PMC10909509.
- Feinberg AP. Epigenetic stochasticity, nuclear structure and cancer: the implications for medicine. J Intern Med. 2014 Jul;276(1):5-11. doi: 10.1111/joim.12224. PMID: 24635672; PMCID: PMC4065203.
Size Bir Mesajımız Var!
Matematiksel, 2015 yılından beri yayında olan ve Türkiye’de matematiğe karşı duyulan önyargıyı azaltmak ve ilgiyi arttırmak amacıyla kurulmuş bir platformdur. Sitemizde, öncelikli olarak matematik ile ilgili yazılar yer almaktadır. Ancak bilimin bütünsel yapısı itibari ile diğer bilim dalları ile ilgili konular da ilerleyen yıllarda sitemize dahil edilmiştir. Bu sitenin tek kazancı sizlere göstermek zorunda kaldığımız reklamlardır. Yüksek okunurluk düzeyine sahip bir web sitesi barındırmak ne yazık ki günümüzde oldukça masraflıdır. Bu konuda bizi anlayacağınızı umuyoruz. Ayrıca yazımızı paylaşarak veya Patreon üzerinden ufak bir bağış yaparak da büyümemize destek olabilirsiniz. Matematik ile kalalım, bilim ile kalalım.
Matematiksel
