Najważniejsze
- •Naukowcy z Uniwersytetu Oksfordzkiego pod kierownictwem prof. Philipa Mainiego badają modele matematyczne optymalizujące dawkowanie w terapiach przeciwnowotworowych.
- •Głównym celem modeli jest zapobieganie zjawisku lekooporności nowotworów poprzez wdrażanie tzw. terapii adaptacyjnej.
- •Symulacje komputerowe (in silico) pozwalają na szybkie wytypowanie obiecujących schematów dawkowania leków przed badaniami laboratoryjnymi.
- •Opracowane modele upraszczają złożoność biologiczną guza, a wyselekcjonowane protokoły leczenia będą wymagały wieloletnich badań klinicznych.
Zespół prof. Philipa Mainiego z Uniwersytetu Oksfordzkiego rozpoczął laboratoryjną walidację modeli matematycznych, które mają optymalizować dawkowanie leków w terapiach przeciwnowotworowych.
Zespół badawczy pod kierownictwem profesora Philipa Mainiego, dyrektora Wolfson Centre for Mathematical Biology na Uniwersytecie Oksfordzkim, rozpoczął w sierpniu 2026 roku laboratoryjną walidację modeli matematycznych służących do optymalizacji dawkowania w terapiach przeciwnowotworowych. Opracowane narzędzia mają pomóc w zapobieganiu zjawisku lekooporności guzów poprzez precyzyjne planowanie chemioterapii oraz radioterapii.
Opracowane modele matematyczne opisują kluczowe procesy biologiczne, w tym angiogenezę, dostarczanie tlenu do tkanek oraz dynamikę wzrostu komórek. Narzędzia te mają przewidywać optymalne protokoły leczenia. Profesor Philip Maini wyjaśnił na uczelnianej platformie PULSE, że nowotwory stanowią ekosystemy złożone zarówno z komórek wrażliwych, jak i opornych na działanie leków. Komórki te konkurują o te same zasoby biologiczne. Podanie zbyt silnej dawki leku eliminuje komórki wrażliwe. Usuwa to konkurencję i pozwala komórkom opornym na zdominowanie guza, co ostatecznie prowadzi do progresji choroby. Aby przetestować różne strategie dawkowania, badacze wykorzystują symulacje komputerowe typu in silico. Według profesora Mainiego metoda ta pozwala na szybkie wytypowanie obiecujących schematów przed skierowaniem ich do testów laboratoryjnych.
Założenia terapii adaptacyjnej
Koncepcja terapii adaptacyjnej opiera się na założeniu, że kontrolowanie wzrostu guza poprzez utrzymanie konkurencji między różnymi typami komórek przynosi lepsze rezultaty niż próba ich całkowitej eliminacji. Podejście to testował wcześniej klinicznie amerykański ośrodek Moffitt Cancer Center u pacjentów z rakiem prostaty. Badania te wykazały wydłużenie czasu do progresji choroby przy jednoczesnym zmniejszeniu zużycia substancji czynnych. Zastosowanie modelowania matematycznego ma przyspieszyć ten proces, eliminując koszty początkowych etapów selekcji protokołów.
Ograniczenia i dalsze etapy badań
Opisywane badania oksfordzkiego zespołu znajdują się obecnie w fazie weryfikacji laboratoryjnej. Udostępnione materiały nie określają jednak typów badanych nowotworów ani rodzaju użytych linii komórkowych lub modeli zwierzęcych. Opracowane modele matematyczne upraszczają złożoność biologiczną guza, pomijając między innymi zmienność układu odpornościowego pacjenta oraz ewolucję mikrośrodowiska nowotworu. Wyselekcjonowane przez komputer schematy dawkowania będą musiały przejść standardowe, kosztowne i wieloletnie badania kliniczne przed ewentualnym wdrożeniem do praktyki szpitalnej.
Etapy wdrażania modeli matematycznych w onkologii
Opracowanie na podstawie materiałów Uniwersytetu Oksfordzkiego
Porównanie tradycyjnej strategii dawkowania z terapią adaptacyjną
Terapia standardowa (Maksymalna Dawka Tolerowana)
Terapia adaptacyjna (Dynamiczne Dawkowanie)
Słownik pojęć
- Angiogeneza
- Proces tworzenia nowych naczyń krwionośnych, niezbędny dla dostarczania tlenu i składników odżywczych do rosnącego guza nowotworowego.
- In silico
- Badania lub symulacje wykonywane za pomocą komputerów i modeli matematycznych (dosłownie 'w krzemie').
- Lekooporność
- Zdolność komórek nowotworowych do przeżycia i namnażania się pomimo obecności leków przeciwnowotworowych.
- Mikrośrodowisko nowotworu
- Otoczenie, w którym rozwija się nowotwór, obejmujące naczynia krwionośne, komórki odpornościowe, fibroblasty oraz cząsteczki sygnalizacyjne.
- Terapia adaptacyjna
- Strategia leczenia polegająca na dostosowywaniu dawek i terminów podawania leków w taki sposób, aby kontrolować objętość guza bez całkowitej eliminacji komórek wrażliwych na leczenie, co blokuje rozwój komórek opornych.
