นักวิทยาศาสตร์ที่ UCL ได้ออกแบบเทคนิคการสร้างแบบจำลองเสมือนจริง ซึ่งสามารถสร้างแบบจำลอง 3 มิติที่มีรายละเอียดสูงของเนื้องอกมะเร็งแต่ละชนิด และจำลองการส่งยารักษามะเร็งเหล่านี้เพื่อคาดการณ์ประสิทธิผลของยาเหล่านี้.

ในการศึกษา, นักวิจัยได้รับภาพความละเอียดสูงของเนื้องอกที่ผ่าตัดออก และใช้การสร้างแบบจำลองทางคณิตศาสตร์เพื่อทำการทดลองทางคอมพิวเตอร์โดยละเอียด. สิ่งนี้ทำให้พวกเขาสามารถศึกษาการขนส่งเลือดได้, ของเหลวชีวภาพและยา, และปฏิสัมพันธ์ที่ซับซ้อนกับเนื้อเยื่อ.

เทคนิคใหม่ของพวกเขา, ชื่อเรนิเมท (การสร้างแบบจำลองเชิงตัวเลขตามความเป็นจริงของพื้นผิวเนื้อเยื่อทางชีววิทยา) ช่วยให้นักวิจัยเห็นภาพและโต้ตอบกับคนจำนวนมากได้, 3NS, แบบจำลองเสมือนจริงของตัวอย่างเนื้อเยื่อเนื้องอกและถือเป็นตัวอย่างที่มีชีวิต. ซึ่งจะช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สามารถทำการทดลองทางคอมพิวเตอร์ที่ซับซ้อนเพื่อสร้างข้อมูลเชิงลึกใหม่ ๆ ว่าเนื้องอกแต่ละตัวมีปฏิกิริยาต่อการรักษาเฉพาะอย่างไร.

ในการศึกษา, ตีพิมพ์ใน วิศวกรรมชีวการแพทย์ธรรมชาติ, นักวิจัยใช้การถ่ายภาพด้วยแสงของเนื้อเยื่อเนื้องอกที่สกัดออกมาซึ่งมีความโปร่งใสโดยใช้การบำบัดทางเคมี. สิ่งเหล่านี้สามารถแสดงรายละเอียดเล็กๆ น้อยๆ เช่น โครงข่ายหลอดเลือดและนิวเคลียสของเซลล์, ซึ่งสามารถมองเห็นได้ทั่วทั้งอวัยวะด้วยความละเอียดสูงมากโดยใช้โพรบที่มีป้ายเรืองแสงซึ่งผูกเข้ากับโครงสร้างเฉพาะ.

ดร.ไซมอน วอล์คเกอร์-ซามูเอล นักวิชาการนำร่วม (ศูนย์ UCL สำหรับการถ่ายภาพชีวการแพทย์ขั้นสูง) กล่าวว่า: “ความก้าวหน้าเหล่านี้เป็นความพยายามแบบสหวิทยาการอย่างแท้จริง และจะเป็นไปไม่ได้หากปราศจากความร่วมมือจากนักฟิสิกส์, นักคณิตศาสตร์, นักชีววิทยาด้านมะเร็ง, แพทย์, ผู้เชี่ยวชาญด้านภาพและวิศวกร”

“กรอบการทำงานใหม่มีผลกระทบที่อาจเกิดขึ้นอย่างมากในการช่วยพัฒนายารักษาโรคมะเร็งชนิดใหม่ และอาจเป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพในการทดสอบประสิทธิภาพก่อนที่จะไปทดลองในมนุษย์. มันก้าวหน้าไปสู่การแพทย์เฉพาะบุคคลอย่างแท้จริง, โดยมีเป้าหมายที่เป็นไปได้ว่าวันหนึ่งแพทย์อาจจะสามารถกำหนดแผนการรักษาที่มีประสิทธิผลสูงสุดล่วงหน้าสำหรับการสร้างเนื้องอกเฉพาะของผู้ป่วยแต่ละรายได้ล่วงหน้า”

มีการคาดการณ์ว่าหนึ่งในสองคนในสหราชอาณาจักรจะได้รับการวินิจฉัยว่าเป็นมะเร็งตลอดชีวิต, ด้วยการรักษาโรคมะเร็งคาดว่าจะทำให้ NHS เสียค่าใช้จ่าย 13.2 พันล้านปอนด์ภายใน 2021.

โครงสร้างของเนื้องอกมะเร็งมีความแตกต่างกันไปอย่างมาก ซึ่งทำให้การส่งยารักษาโรคทำได้ยาก, หมายความว่าเป็นการยากที่จะคาดการณ์การดูดซึมยาจากเนื้อเยื่อที่เป็นโรคและการแพร่กระจายในภายหลัง. ซึ่งอาจส่งผลให้เกิดการให้ยาที่ไม่เหมาะสมและผลข้างเคียงที่ไม่พึงประสงค์ รวมถึงความต้านทานต่อการรักษาที่เพิ่มขึ้นจากการสัมผัส.

ดร. รีเบคก้า ชิปลีย์ ผู้นำวิชาการร่วม (ผู้อำนวยการ, สถาบันวิศวกรรมการดูแลสุขภาพ UCL) กล่าวว่า: “REANIMATE ใช้การถ่ายภาพด้วยแสงของตัวอย่างเนื้องอกที่สกัดโดยการผ่าตัด เพื่อสร้างแบบจำลองเสมือนจริงของโครงสร้างเนื้องอกในระดับจุลภาค. นี่เป็นพื้นฐานสำหรับเราในการสร้างแบบจำลองทางคณิตศาสตร์, ซึ่งรวมภาพ MRI เชิงปริมาณที่ถ่ายก่อนการสกัดเนื้องอกด้วย. นี่เป็นแนวทางใหม่ที่ให้กรอบการทำงานใหม่ทั้งหมดสำหรับการทำนายการรักษาในเนื้องอก และขณะนี้เรากำลังพัฒนาวิธีการนำไปใช้กับภาพที่ถ่ายจากการตัดชิ้นเนื้อผู้ป่วย”

แหล่งที่มา:

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