Személyre szabottabb megközelítés a rák megszelídítésére
Az új matematikai tumormodell lépésváltást jelent a kezelésben, és egy több mint 20 éves referenciamodellt fejleszt.
Mi van, ha a válasz a rák kezelésére megtalálható a matematikában? Ez az, amit az EU által finanszírozott Megszelídített Rák projekt próbál kideríteni. A projekt matematikai modellezést használ a személyre szabott rákterápiák kifejlesztéséhez. "A matematika lehetővé teszi számunkra az optimális gyógyszeradagok kiszámítását, ami lehetővé teszi számunkra, hogy az egyes betegek egyedi igényeihez igazított terápiát és kezelést fejlesszük ki" – mondja Kovács Levente, az Óbudai Egyetem– a projekt vezető partnere – professzora. "Ez a munka a tumorterápia új megközelítését jelenti – olyan megközelítést, amelynek végső célja a rák megszelídítése."
Az életminőség és a várható élettartam javítása
A terápiák optimalizálása érdekében megbízható tumornövekedési modellre van szükség a munkához. Ezért az Európai Kutatási Tanács első lépése az volt, hogy különböző matematikai modelleket használtak egy olyan tumornövekedési modell létrehozásához, amely képes megmutatni, hogy egy adott gyógyszer hogyan befolyásolja a tumor növekedését. "Ezt a modellt úgy építettük fel, hogy a tumornövekedéssel kapcsolatos tudásunkat matematikai egyenletekké alakítottuk át" – magyarázza Kovács. Miután egereken végzett kísérleteken keresztül validálták az egyenleteket, a kutatók figyelmüket az optimalizált kezelések és terápiák kifejlesztésére fordították. Eredetileg az volt a terv, hogy antiangiogén terápiát alkalmaznak, amely megközelítés célja a tumor növekedésének lassítása azáltal, hogy megakadályozza saját ereinek növekedését. Azonban a kezdeti kutatások azt mutatták, hogy az angiogén gátló csak a növekedési sebességet csökkentette, nem pedig a térfogatot. Ennek eredményeként a kutatók úgy döntöttek, hogy kemoterápiás szert használnak, ami csökkenti a tumor térfogatát. Ezután a kutatók biztonságos állatkísérletekkel validálták koncepciójukat. "Azzal, hogy az egereket kis dózisú célzott kemoterápiával kezeltük, sokkal jobb eredményeket értünk el, mint amit az orvostudományban jelenleg használt generikus protokollnál el lehet érni" – jegyezte meg Kovács. "Más szóval, a rák kezelésének személyre szabott, modellalapú megközelítése az egerek életminőségének és várható élettartamának jelentős növekedését eredményezte."
Lépésváltás a rákkezelésben
Kovács szerint a projekt validált matematikai tumormodellje a rákkezelés lépésváltását jelenti – frissítve a jelenleg használatban lévő több mint két évtizedes referenciamodellt. A projekt most azon dolgozik, hogy kiterjessze matematikai modelljét és gyógyszeralgoritmusait az emberi alkalmazáshoz. "Célunk egy személyre szabott, optimális dózisgenerálási algoritmus kidolgozása és használatának bizonyítása a gyakorlatban" – zárta szavait Kovács. "Úgy véljük, hogy egy ilyen személyre szabott protokoll hatékonyan használható a rákos betegek kezelésére alacsonyabb adagokban, ami kevesebb mellékhatást, csökkent költségeket és jobb eredményeket indukál." A projekt reméli, hogy a közeljövőben bizonyítékot kap a koncepció támogatására, amelyet az emberi alkalmazhatósággal kapcsolatos kutatások támogatására fognak használni. A projekt megalapította a Cyber-Medical Technical Systems Committee-et is, amely a világ egyik legnagyobb mérnöki szervezete, az IEEErésze. A bizottság már több rendkívüli ülést is szervezett, és több mint 100 tudományos cikket tett közzé a projekt munkájáról.
Az életminőség és a várható élettartam javítása
A terápiák optimalizálása érdekében megbízható tumornövekedési modellre van szükség a munkához. Ezért az Európai Kutatási Tanács első lépése az volt, hogy különböző matematikai modelleket használtak egy olyan tumornövekedési modell létrehozásához, amely képes megmutatni, hogy egy adott gyógyszer hogyan befolyásolja a tumor növekedését. "Ezt a modellt úgy építettük fel, hogy a tumornövekedéssel kapcsolatos tudásunkat matematikai egyenletekké alakítottuk át" – magyarázza Kovács. Miután egereken végzett kísérleteken keresztül validálták az egyenleteket, a kutatók figyelmüket az optimalizált kezelések és terápiák kifejlesztésére fordították. Eredetileg az volt a terv, hogy antiangiogén terápiát alkalmaznak, amely megközelítés célja a tumor növekedésének lassítása azáltal, hogy megakadályozza saját ereinek növekedését. Azonban a kezdeti kutatások azt mutatták, hogy az angiogén gátló csak a növekedési sebességet csökkentette, nem pedig a térfogatot. Ennek eredményeként a kutatók úgy döntöttek, hogy kemoterápiás szert használnak, ami csökkenti a tumor térfogatát. Ezután a kutatók biztonságos állatkísérletekkel validálták koncepciójukat. "Azzal, hogy az egereket kis dózisú célzott kemoterápiával kezeltük, sokkal jobb eredményeket értünk el, mint amit az orvostudományban jelenleg használt generikus protokollnál el lehet érni" – jegyezte meg Kovács. "Más szóval, a rák kezelésének személyre szabott, modellalapú megközelítése az egerek életminőségének és várható élettartamának jelentős növekedését eredményezte."
Lépésváltás a rákkezelésben
Kovács szerint a projekt validált matematikai tumormodellje a rákkezelés lépésváltását jelenti – frissítve a jelenleg használatban lévő több mint két évtizedes referenciamodellt. A projekt most azon dolgozik, hogy kiterjessze matematikai modelljét és gyógyszeralgoritmusait az emberi alkalmazáshoz. "Célunk egy személyre szabott, optimális dózisgenerálási algoritmus kidolgozása és használatának bizonyítása a gyakorlatban" – zárta szavait Kovács. "Úgy véljük, hogy egy ilyen személyre szabott protokoll hatékonyan használható a rákos betegek kezelésére alacsonyabb adagokban, ami kevesebb mellékhatást, csökkent költségeket és jobb eredményeket indukál." A projekt reméli, hogy a közeljövőben bizonyítékot kap a koncepció támogatására, amelyet az emberi alkalmazhatósággal kapcsolatos kutatások támogatására fognak használni. A projekt megalapította a Cyber-Medical Technical Systems Committee-et is, amely a világ egyik legnagyobb mérnöki szervezete, az IEEErésze. A bizottság már több rendkívüli ülést is szervezett, és több mint 100 tudományos cikket tett közzé a projekt munkájáról.
