Evolūcijas terapija: jauna vēža ārstēšanas stratēģija, izmantojot matemātisko modelēšanu
Pēdējā pārskatīšana: 14.06.2024
Visi iLive saturs ir medicīniski pārskatīts vai pārbaudīts, lai nodrošinātu pēc iespējas lielāku faktisko precizitāti.
Mums ir stingras iegādes vadlīnijas un tikai saikne ar cienījamiem mediju portāliem, akadēmiskām pētniecības iestādēm un, ja vien iespējams, medicīniski salīdzinošiem pārskatiem. Ņemiet vērā, ka iekavās ([1], [2] uc) esošie numuri ir klikšķi uz šīm studijām.
Ja uzskatāt, ka kāds no mūsu saturiem ir neprecīzs, novecojis vai citādi apšaubāms, lūdzu, atlasiet to un nospiediet Ctrl + Enter.
Vēzis rada ievērojamas problēmas rezistences attīstības un recidīva iespējamības dēļ. Izturība var rasties pastāvīgu ģenētisku izmaiņu dēļ vēža šūnās vai neģenētisku vēža šūnu uzvedības izmaiņu dēļ, ko izraisa ārstēšana. Standarta vēža ārstēšana parasti ietver zāļu maksimālās pieļaujamās devas izmantošanu, lai efektīvi iznīcinātu pret zālēm jutīgās šūnas. Tomēr šī pieeja bieži vien ilgtermiņā neizdodas, jo pret zālēm rezistentas vēža šūnas var augt ātrāk, ja tiek iznīcinātas visas pret zālēm jutīgās šūnas.
Evolūcijas ārstēšanas pieeja, ko sauc par adaptīvo terapiju, personalizē ārstēšanas devu vai pārtraukumus, pamatojoties uz pacienta individuālajām atbildēm. Adaptīvās terapijas mērķis ir uzturēt pietiekamu skaitu jutīgu šūnu, lai kontrolētu rezistentu šūnu augšanu. Nesenie pētījumi un klīniskie pētījumi liecina, ka adaptīvā terapija var aizkavēt rezistences veidošanos efektīvāk nekā standarta ārstēšana.
Devas un ārstēšanas intervālu noteikšana katram pacientam ir sarežģīta, jo vēzis ir sarežģīta sistēma, kas attīstās un katrs pacients ir unikāls. Matemātiskie modeļi var palīdzēt izstrādāt šādas individualizētas ārstēšanas stratēģijas. Faktiski ir izstrādāti vairāki matemātiski modeļi, lai pētītu dažādu ārstēšanas stratēģiju ietekmi uz pacientu rezultātiem. Tomēr esošie matemātiskie modeļi bieži ignorē vēža šūnu iegūtās rezistences un plastiskuma ietekmi. “Iegūtā rezistence” aptver dažādus rezistences veidus, kas rodas bieži ģenētisku izmaiņu dēļ. “Šūnu plastiskums” attiecas uz vēža šūnu spēju mainīt savus fenotipus, reaģējot uz izmaiņām to mikrovidē, piemēram, ārstēšanas devu svārstībām vai ārstēšanas pārtraukšanu.
Pētnieku grupa, kuru vadīja Dr. Yunjung Kim no Dabas produktu informātikas pētniecības centra Korejas Zinātnes un tehnoloģijas institūtā (KIST, direktors Oh Sangroks), ir izstrādājusi teorētisku sistēmu vēža ārstēšanas stratēģijām, kas ņem vērā audzēja attīstību. Viņi izstrādāja matemātisko modeli, lai prognozētu audzēja attīstību, ņemot vērā vēža šūnu rezistences iegūšanu un to spēju mainīt fenotipisko uzvedību (plastiskumu) ārstēšanas laikā. Viņu modeļa analīze atklāja nosacījumus efektīvas dozēšanas loga pastāvēšanai, devu diapazonam, kas var uzturēt audzēja tilpumu līdzsvara punktā, kurā audzēja tilpums paliek nemainīgs un stabils.
Dažiem plastiskiem audzējiem ārstēšanas pārtraukumi palīdz vēža šūnām atkal reaģēt, sadarbojoties ar citām jutīgām šūnām, lai nomāktu rezistentu šūnu augšanu. Pētnieku grupa ierosināja evolucionāru dozēšanas terapiju, kas ietver ārstēšanu ciklos, kas sastāv no ārstēšanas pārtraukumiem, minimālajām efektīvajām devām un maksimālajām pieļaujamajām devām. Ārstēšanas pārtraukšana ļauj plastmasas vēža šūnām atgūt jutību, pēc tam tiek piemērota minimālā efektīvā deva, lai kontrolētu audzēja apjomu. Pēc tam tiek ievadīta maksimālā pieļaujamā deva, lai vēl vairāk samazinātu audzēja izmēru. Šis dozēšanas cikls efektīvi kontrolē audzēja apjomu pārvaldāmā līmenī. Ierosināto stratēģiju skaitliskās simulācijas, kas piemērotas melanomas pacientam, vēl vairāk ilustrē šos atklājumus. Rezultāti liecina, ka evolucionārā dozēšana var novirzīt audzēja dinamiku, saglabājot audzēja izmēru zem pieņemamā līmeņa.
Izstrādātais matemātiskais modelis var paredzēt vēža ārstēšanas kandidātu efektīvo devu diapazonu pirms klīniskajiem pētījumiem. Tas var palīdzēt noteikt jaunu ārstēšanas metožu pretvēža iedarbību un noteikt katras zāles efektīvo devu diapazonu. Turklāt modelis atvieglo personalizētu vēža ārstēšanas stratēģiju izstrādi, ņemot vērā katra pacienta audzēja evolūcijas dinamiku ārstēšanas laikā.
Citāts: "Pašreizējā pētījumā mēs uzsvērām vēža šūnu fenotipiskā plastiskuma lomu audzēja slodzes kontrolējamības uzlabošanā, izmantojot cikliskas evolucionāras ārstēšanas devas," sacīja Dr. Kims Jangjungs no Dabas produktu informātikas pētniecības centra. Korejas Zinātnes un tehnoloģiju institūts.
Viņa arī minēja plānus izmantot matemātisko modeli, lai izstrādātu eksperimentālus pētījumus ar dzīvniekiem un klīniskos izmēģinājumus ar potenciālām pretvēža zālēm, kas iegūtas no dabīgiem produktiem, lai izveidotu dozēšanas režīmus, kas efektīvi kontrolē audzēja slodzi.
Pētījuma rezultāti tika publicēti vietnē ScienceDirect.