研究人员使用数学建模识别因素,确定自适应治疗成功

癌症治疗中最具挑战性的问题之一是耐药性疾病进展和后续的发展。在一个新的文章出现在这个月的封面癌症研究莫菲特癌症中心的研究人员,与牛津大学合作,使用数学建模报告他们的研究结果表明,细胞耐药性营业额的影响是一个重要因素,控制自适应治疗的成功。

癌症治疗方法在过去的几十年里大幅上涨;然而,许多患者最终出现耐药性。医生努力克服阻力通过努力的目标癌症细胞通过另一种方法或目标抗性机制本身,但是成功,这些方法通常是有限的,因为会产生附加阻力机制。

莫菲特的研究人员的综合数学肿瘤科和卓越中心的进化疗法认为阻力可能部分开发,因为高剂量的药物,常用的治疗期间。病人通常管理的最大耐受剂量治疗,杀死尽可能多的癌症细胞尽可能用最少的副作用。然而,根据进化理论,这种最大耐受剂量的方法可能导致耐药性的存在耐药细胞在治疗开始之前。一旦被敏感细胞的抗癌疗法,这些耐药细胞随意分裂和繁殖。莫菲特研究者相信另一种治疗策略称为自适应治疗可能是一个更好的方法来杀死癌细胞,减少耐药性的发展。

“适应性疗法的目标是根除肿瘤,但要控制它。治疗应用于减少肿瘤负荷可以忍受的水平,但随后调制或撤回来维持肿瘤细胞的非“主席亚历山大·安德森博士说。综合数学肿瘤科和卓越中心的创始董事进化疗法。

之前的实验室研究表明,自适应治疗可以延长时间为几个不同的肿瘤类型癌症恶化,包括卵巢癌、乳腺癌和黑色素瘤。此外,莫菲特在前列腺癌患者临床试验表明,与标准治疗相比,自适应治疗癌症恶化的时间增加了约10个月,累计药物的使用减少了53%。

尽管有这些令人鼓舞的结果,目前还不清楚哪些肿瘤类型反应最佳自适应治疗诊所。最近的研究表明,自适应治疗的成功取决于不同的因素,包括水平的空间约束,耐药细胞群的健身,初始耐药细胞的数量和耐药性的机制。然而,目前尚不清楚如何抵抗的成本因素为肿瘤的反应适应治疗。

电阻的成本是指细胞产生耐药性有健身优势抗药细胞药物存在时,但是这可能也是要付出代价的,比如较慢的增长速度。然而,耐药性并不总是与成本有关,目前尚不清楚成本抵抗自适应成功的治疗是必要的。

研究小组在莫菲特用数学模型来确定电阻与自适应治疗相关的成本。他们模仿药物敏感和耐药细胞群的生长在两个连续的治疗和自适应治疗条件下,将他们的时间与疾病进展的存在和缺乏成本阻力。

研究人员表明,较高的肿瘤细胞密度和较小的耐药性水平适应治疗条件下做得更好。它们还显示,细胞营业额是一个关键因素,影响成本的阻力,结果自适应治疗敏感和抗性细胞之间通过增加竞争。为此,他们利用相平面技术,提供一个可视化方法解剖的动力学数学模型。

“我是一个视觉的人,发现阶段的飞机很容易获得一种直觉的一个模型。你不需要控制方程,这使得它们与实验和临床沟通合作者。我们很荣幸癌症研究选择我们的大学阶段飞机的封面,希望这将有助于让更多的人获取数学肿瘤学,“说马克西米利安Strobl,主要研究作者,在牛津大学博士候选人。

确认他们的模型,研究人员分析了数据从67年接受间歇性疗法治疗前列腺癌患者,前任的自适应治疗。

“我们发现,尽管我们的模型被构建为一个概念工具,它可以概括个别病人动力学对于大多数病人,而且它可以描述患者不断回应,以及那些最终复发,”安德森说。

虽然需要更多的研究来了解自适应疗法可能受益的病人,研究人员希望他们的数据将导致更好的指标,对自适应治疗。

更好地了解肿瘤的生长,电阻成本,和周转率,适应治疗可以更仔细地根据患者将受益于它最,更重要的是,突出哪些患者可能受益于多药物方法,”安德森说。

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