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UCL Wissenschaftler schaffen virtuelle Tumoren Krebsarzneimittelabgabe zu unterstützen

Wissenschaftler am UCL haben eine virtuelle Modellierung Technik entwickelt, die sehr detaillierte 3D-Modelle von einzelnen Krebstumoren schaffen und die Lieferung dieser Krebsmedikamente simulieren, um ihre Wirksamkeit zu prognostizieren.doctor

In der Studie, Forscher erworben hochaufgelöste Bilder von chirurgisch resezierten Tumoren und verwendet mathematische Modellierung detaillierte Rechen Experimente laufen. Damit konnten sie den Transport von Blut studieren, biologische Flüssigkeiten und Medikamente, und ihre komplexen Wechselwirkungen mit Gewebe.

Ihre neue Technik, mit dem Namen REANIMATE (Realistische numerische bildbasierte Modellierung biologischer Gewebesubstrate) ermöglicht es Forschern, große Inhalte zu visualisieren und mit ihnen zu interagieren, 3D, virtuelle Modelle von Tumorgewebeproben und behandeln sie wie lebende Proben. Dadurch können Wissenschaftler komplexe Computerexperimente durchführen, um neue Erkenntnisse darüber zu gewinnen, wie einzelne Tumore auf bestimmte Behandlungen reagieren.

In der Studie, veröffentlicht in Nature Biomedical Engineering, Die Forscher verwendeten die optische Bildgebung von extrahiertem Tumorgewebe, das mit einem Cocktail aus chemischen Behandlungen transparent gemacht worden war. Diese können feine Details wie Blutgefäßnetzwerke und Zellkerne zeigen, die durch Verwendung von fluoreszenzmarkierten Sonden, die an spezifische Strukturen binden, mit sehr hoher Auflösung über ganze Organe hinweg gesehen werden können.

Gemeinsamer leitender Akademiker Dr. Simon Walker-Samuel (UCL-Zentrum für fortgeschrittene biomedizinische Bildgebung) sagte: „Diese Fortschritte sind eine wirklich interdisziplinäre Anstrengung und wären ohne den gemeinsamen Beitrag von Physikern nicht möglich, Mathematiker, Krebsbiologen, Kliniker, Imaging-Spezialisten und Ingenieure.“

„Das neue Rahmenwerk hat einen enormen potenziellen Einfluss auf die Entwicklung neuer Krebsmedikamente und bietet möglicherweise eine kostengünstige Möglichkeit, ihre Wirksamkeit zu testen, bevor sie in Studien am Menschen gehen. Es treibt den Schritt hin zu einer wirklich personalisierten Medizin voran, mit dem potenziellen Ziel, dass Ärzte eines Tages in der Lage sein könnten, den effektivsten Therapieplan für die einzigartige Tumorzusammensetzung jedes Patienten im Voraus festzulegen.“

Es wird vorausgesagt, dass einer von zwei Menschen in Großbritannien im Laufe seines Lebens an Krebs erkrankt, mit einer Krebsbehandlung, die den NHS voraussichtlich 13,2 Mrd. £ kosten wird 2021.

Die Struktur von Krebstumoren ist sehr unterschiedlich, was die Abgabe von therapeutischen Arzneimitteln erschwert, Das bedeutet, dass es schwierig ist, die Aufnahme eines Medikaments durch erkranktes Gewebe und seine anschließende Verteilung vorherzusagen. Dies kann zu einer suboptimalen Dosierung und unerwünschten Nebenwirkungen führen, einschließlich erhöhter Behandlungsresistenz durch Exposition.

Gemeinsame leitende Akademikerin Dr. Rebecca Shipley (Direktor, UCL Institut für Gesundheitstechnik) sagte: „REANIMATE nutzt die optische Bildgebung chirurgisch entnommener Tumorproben, um virtuelle Modelle der Tumorstruktur im mikroskopischen Maßstab zu erzeugen. Auf dieser Grundlage führen wir mathematische Modellierungen durch, die auch quantitative MRT-Bilder integriert, die vor der Tumorextraktion aufgenommen wurden. Dies ist ein neuartiger Ansatz, der einen völlig neuen Rahmen für die Therapievorhersage bei Tumoren bietet, und wir entwickeln jetzt Möglichkeiten, ihn auf Bilder anzuwenden, die aus Patientenbiopsien stammen.“


Quelle:

http://www.ucl.ac.uk/news

Über Marie

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