Исследователи разработали новый метод лечения рака с помощью математики, который на 22% эффективнее

Исследователи Университета Ватерлоо открыли новый способ планирования лучевой терапии, который может на 22% успешнее уничтожать раковые клетки по сравнению с существующими традиционными схемами лучевой терапии. Методика учитывает тот факт, что опухоли состоят из множества типов клеток, включая раковые стволовые клетки, которые очень устойчивы к облучению, сообщает SciTech Daily.

Предыдущие исследования оптимизировали графики лучевой терапии, предполагая, что все раковые клетки одинаковы, но эта новая стратегия учитывает гетерогенность опухоли и может привести к улучшению результатов лечения пациентов.

Использование математики для уничтожения раковых клеток

В большинстве многочисленных математических исследований, посвященных изучению того, как улучшить время проведения лучевой терапии для достижения оптимальной эффективности при раке, предполагается «внутриопухолевая однородность», или что все раковые клетки одинаковы.

Недавно ученые обнаружили, что опухоли состоят из нескольких различных типов клеток, включая раковые стволовые клетки, которые более устойчивы к радиации, чем другие типы клеток.

Ведущий автор работы и кандидат наук Камерон Мини (Cameron Meaney) из отдела прикладной математики Университета Ватерлоо говорит, что сложность любых вычислений при раке заключается в том, что точные цифры получить крайне сложно, поскольку все меняется от типа рака к типу рака, от пациента к пациенту и даже внутри опухоли.

Как сообщает Science Daily, новый алгоритм может обобщать различия в устойчивости к радиации между стволовыми и нестволовыми клетками, позволяя врачам прогнозировать реакцию опухоли на терапию еще до сбора конкретных данных о раке человека.

Меани отметил, что у модели есть ограничения, поскольку в опухоли входит гораздо больше двух типов клеток. Однако она дает клиническим исследователям более надежную отправную точку для изучения терапии. По ее словам, результаты работы алгоритма позволят существенно пролить свет на гетерогенность опухолей для планирования лечения рака в германии.

Исследователи рассчитывают, что в дальнейшем их алгоритм будет использоваться в клинических исследованиях, надеясь, что предложенный ими терапевтический план превзойдет традиционные подходы к планированию в клинических испытаниях.

Результаты своего исследования под названием «Временная оптимизация лучевой терапии гетерогенных опухолевых популяций и раковых стволовых клеток» они опубликовали в Journal of Mathematical Biology.

Математическое моделирование вдохновляет наномедицину

В 2018 году исследователи из Ватерлоо написали в пресс-релизе, что математика может вдохновить на разработку наномедицины. По их словам, они использовали математическое моделирование и интегрировали его с экспериментальными данными, чтобы понять химиорезистентные характеристики раковых клеток, которые позволяют им выживать после лечения в течение долгого времени.

Они проверили предсказания своей математической модели на животных моделях агрессивного рака молочной железы и обнаружили, что для преодоления резистентности и рецидива необходимо ввести в одну и ту же клетку смертоносную комбинацию лекарств в одной наночастице.

Эти новые статьи подчеркивают необходимость сотрудничества между математиками и биологами, изучающими рак. Они демонстрируют, что арифметика может быть использована для лучшего понимания рака и оказывает значительное влияние на результаты лечения.

Математические и вычислительные тактики используют вычислительные модели для оценки потенциальных стратегий сочетания лекарств, а также других гипотез безболезненно, быстро и с минимальными затратами.