UCL wetenschappers creëren virtuele tumoren kanker drug delivery helpen

Wetenschappers aan de UCL hebben ontworpen een virtuele modellering techniek die zeer gedetailleerde 3D-modellen van individuele tumoren kan creëren en simuleren van de levering van deze kanker drugs om hun effectiviteit te voorspellen.

In de studie, onderzoekers verworven hoge resolutie beelden van chirurgisch uitgesneden tumoren en gebruikt wiskundige modellen om gedetailleerde computational experimenten uit te voeren. Hierdoor konden zij het vervoer van bloed te bestuderen, biologische vloeistoffen en drugs, en hun complexe interacties met weefsel.

Hun nieuwe techniek, genaamd reanimeren (Realistisch Numerieke Beeldgebaseerde Modellering van biologisch weefsel substraten) stelt onderzoekers in staat om te visualiseren en te communiceren met grote, 3D, virtuele modellen van tumorweefselmonsters en te behandelen als levende specimens. Dit zal wetenschappers in staat stellen om complexe computationele experimenten uit te voeren om nieuwe inzichten in hoe individuele tumoren reageren op specifieke behandelingen te genereren.

In de studie, gepubliceerd in Nature Biomedical Engineering, onderzoekers gebruikten optische beeldvorming geëxtraheerde tumorweefsel die transparant waren gemaakt onder gebruikmaking van een cocktail van chemische behandelingen. Deze kunnen fijne details weergeven, zoals bloedvat netwerken en celkernen, die kan worden gezien in gehele organen bij zeer hoge resolutie met behulp van fluorescent-gelabelde probes die binden aan specifieke structuren.

Joint lead academische Dr Simon Walker-Samuel (UCL Center for Advanced Biomedical Imaging) zei: “Deze ontwikkelingen zijn een werkelijk interdisciplinaire inspanning en zou niet mogelijk zijn zonder de gecombineerde ingang natuurkundigen, wiskundigen, kanker biologen, clinici, imaging specialisten en ingenieurs.”

“Het nieuwe kader heeft een enorme potentiële impact in het helpen om nieuwe geneesmiddelen tegen kanker te ontwikkelen en mogelijk het verstrekken van een kosteneffectieve manier om hun werkzaamheid te testen voordat ze naar menselijke proeven. Zij voert de stap naar echt gepersonaliseerde geneeskunde, met het potentieel doel dat op een dag artsen zou in staat zijn om de meest effectieve therapeutische plan voor unieke tumor make-up elke patiënt vooraf te bepalen.”

Het is voorspeld dat een op de twee mensen in het Verenigd Koninkrijk zal worden gediagnosticeerd met kanker in hun leven, met de behandeling van kanker zal naar verwachting kosten de NHS £ 13.2bn door 2021.

De structuur van kankertumoren varieert sterk dat de levering van therapeutische geneesmiddelen bemoeilijkt, wat betekent dat het moeilijk is om de opname van een geneesmiddel te voorspellen door ziek weefsel en de daaropvolgende distributie. Dit kan leiden tot suboptimale dosering en nadelige bijwerkingen waaronder verhoogde resistentie tegen behandeling door posities.

Joint lead academische Dr Rebecca Shipley (Regisseur, UCL Institute of Healthcare Techniek) zei: “Reanimeren gebruikt optische afbeelding van operatief uit tumormonsters virtuele modellen van tumor structuur genereren op microscopische schaal. Dit is de basis voor ons om wiskundige modellering uit te voeren, die ook integreert kwantitatieve MRI-beelden genomen voordat de tumor werd geëxtraheerd. Dit is een nieuwe benadering die een geheel nieuw kader vormt voor therapie voorspelling in tumoren en we zijn nu het ontwikkelen van manieren toe te passen op foto's genomen van de patiënt biopsies.”

Bron:

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