Evolutsiooniline teraapia: uus vähiravi strateegia, mis kasutab matemaatilist modelleerimist
Viimati vaadatud: 14.06.2024
Kõik iLive'i sisu vaadatakse meditsiiniliselt läbi või seda kontrollitakse, et tagada võimalikult suur faktiline täpsus.
Meil on ranged allhanke juhised ja link ainult mainekate meediakanalite, akadeemiliste teadusasutuste ja võimaluse korral meditsiiniliselt vastastikuste eksperthinnangutega. Pange tähele, et sulgudes ([1], [2] jne) olevad numbrid on nende uuringute linkideks.
Kui tunnete, et mõni meie sisu on ebatäpne, aegunud või muul viisil küsitav, valige see ja vajutage Ctrl + Enter.
Vähk kujutab endast olulisi väljakutseid resistentsuse kujunemise ja retsidiivi tõenäosuse tõttu. Resistentsus võib tekkida püsivate geneetiliste muutuste tõttu vähirakkudes või vähirakkude käitumise mittegeneetiliste muutuste tõttu, mis on põhjustatud ravist. Tavaline vähiravi hõlmab tavaliselt ravimi maksimaalse talutava annuse kasutamist ravimitundlike rakkude tõhusaks hävitamiseks. Pikas perspektiivis see lähenemisviis aga sageli ebaõnnestub, sest ravimiresistentsed vähirakud võivad kasvada kiiremini, kui kõik ravimitundlikud rakud hävitatakse.
Evolutsiooniline ravimeetod, mida nimetatakse adaptiivseks teraapiaks, kohandab raviannuse või vaheaegu patsiendi individuaalsete reaktsioonide põhjal. Adaptiivse ravi eesmärk on säilitada piisav arv tundlikke rakke, et kontrollida resistentsete rakkude kasvu. Hiljutised uuringud ja kliinilised uuringud on näidanud, et adaptiivne ravi võib resistentsuse teket edasi lükata tõhusamalt kui tavaline ravi.
Iga patsiendi jaoks annuste ja raviintervallide määramine on keeruline, sest vähk on keeruline, arenev süsteem ja iga patsient on ainulaadne. Matemaatilised mudelid võivad aidata selliseid individuaalseid ravistrateegiaid välja töötada. Tegelikult on välja töötatud mitu matemaatilist mudelit, et uurida erinevate ravistrateegiate mõju patsiendi tulemustele. Kuid olemasolevad matemaatilised mudelid eiravad sageli vähirakkude omandatud resistentsuse ja plastilisuse mõju. „Omandatud resistentsus” hõlmab mitmesuguseid resistentsuse liike, mis tekivad sageli geneetiliste muutuste tõttu. „Raku plastilisus” viitab vähirakkude võimele muuta oma fenotüüpe vastuseks muutustele nende mikrokeskkonnas, nagu kõikumised raviannustes või ravi katkestamine.
Dr Yunjung Kimi juhitud uurimisrühm Korea teaduse ja tehnoloogia instituudi loodustoodete informaatika uurimiskeskusest (KIST, direktor Oh Sangrok) on välja töötanud vähiravistrateegiate teoreetilise raamistiku, mis võtab arvesse kasvaja arengut. Nad töötasid välja matemaatilise mudeli kasvaja arengu ennustamiseks, võttes arvesse vähirakkude resistentsuse omandamist ja nende võimet muuta ravi ajal fenotüübilist käitumist (plastilisust). Nende mudeli analüüs näitas tõhusa doseerimisakna olemasolu tingimusi – annuste vahemikku, mis suudavad säilitada kasvaja mahtu tasakaalupunktis, kus kasvaja maht jääb konstantseks ja stabiilseks.
Mõne plastilisusega kasvaja puhul aitavad ravi katkestused vähirakkudel uuesti reageerida, tehes koostööd teiste tundlike rakkudega, et pärssida resistentsete rakkude kasvu. Uurimisrühm pakkus välja evolutsioonilise doseerimisteraapia, mis hõlmab ravi tsüklitena, mis koosnevad ravipausidest, minimaalsetest efektiivsetest annustest ja maksimaalsetest talutavatest annustest. Ravi katkestamine võimaldab plastilistel vähirakkudel taastada tundlikkus, misjärel rakendatakse kasvaja mahu kontrollimiseks minimaalset efektiivset annust. Seejärel manustatakse kasvaja suuruse edasiseks vähendamiseks maksimaalne talutav annus. See annustamistsükkel kontrollib tõhusalt kasvaja mahtu juhitaval tasemel. Melanoomipatsiendile rakendatud kavandatud strateegiate arvulised simulatsioonid illustreerivad neid leide veelgi. Tulemused näitavad, et evolutsiooniline doseerimine võib kasvaja dünaamikat ümber suunata, hoides kasvaja suuruse alla vastuvõetava taseme.
Arendatava matemaatilise mudeli abil saab enne kliinilisi uuringuid ennustada vähiravi kandidaatide efektiivset annustamisvahemikku. See võib aidata määrata uute ravimeetodite vähivastast toimet ja määrata iga ravimi efektiivse annuse. Lisaks hõlbustab mudel isikupärastatud vähiravistrateegiate väljatöötamist, võttes arvesse iga patsiendi kasvaja evolutsioonilist dünaamikat ravi ajal.
Tsitaat: "Käesolevas uuringus tõstsime esile vähirakkude fenotüübilise plastilisuse rolli kasvajakoormuse kontrollitavuse parandamisel evolutsioonilise ravi tsükliliste annuste abil," ütles dr Kim Youngjung loodustoodete informaatika uurimiskeskusest. Korea teaduse ja tehnoloogia instituut.
Ta mainis ka plaane kasutada matemaatilist mudelit loomkatsete ja looduslikest saadustest saadud potentsiaalsete vähivastaste ravimite kliiniliste uuringute kavandamiseks eesmärgiga luua annustamisrežiimid, mis kontrollivad tõhusalt kasvajakoormust.
Uuringu tulemused avaldati saidis ScienceDirect.