Zaloguj się, aby obserwować tę zawartość
Obserwujący
0
Ćwiczenia pomagają zwalczyć efekty uboczne radioterapii
dodany przez
KopalniaWiedzy.pl, w Medycyna
-
Podobna zawartość
-
przez KopalniaWiedzy.pl
Metastatyczne nowotwory piersi najczęściej dają przerzuty do kości. Przerzuty takie często udaje się ustabilizować i zarządzać nimi przez długi czas. Czasem jednak dochodzi do wznowy. Badania prowadzone właśnie przez naukowców z Baylor College of Medicine pomagają wyjaśnić, dlaczego nowotwory piersi z receptorem estrogenowym (ER+) dają wznowy w kościach, a następnie innych tkankach
Naukowcy pracujący na modelach zwierzęcych zauważyli, że komórki kości otaczające guz ER+ tworzą środowisko, które zmniejsza ekspresję receptorów estrogenowych w tych komórkach, co prowadzi do oporności na terapię endokrynną. Wyniki tych badań opublikowano w piśmie Developmental Cell. Podczas innych badań ten sam zespół naukowy stwierdził – o czym możemy przeczytać na łamach Cell – że mikrośrodowisko kości prowadzi do takiego przeprogramowania komórek nowotworowych, które wspomaga przerzuty.
Przerzuty do innych organów to główna przyczyna zgonów z powodu nowotworów. Moje laboratorium interesuje się tym od wielu lat, mówi profesor Xiang H.-F. Zhang. Nowotwory piersi najczęściej dają przerzuty do kości. Tajemnicą jednak pozostaje, dlaczego w ponad 2/3 przypadków, przerzuty nie ograniczają się do kości, ale pojawiają się też w innych organach, prowadząc do śmierci.
Naukowcy wykorzystali cały szereg technik badawczych, dzięki którym stwierdzili, że mikrośrodowisko kości ułatwia dalsze przerzutowanie nowotworów piersi i prostaty do kolejnych organów. Odkryliśmy, że mechanizm ten jest napędzany przez epigenetyczne przeprogramowanie, które nadaje komórkom nowotworowym rozprzestrzeniającym się z kości właściwości podobne do komórek macierzystych.
Ku naszemu zdziwieniu okazało się, że gdy komórki nowotworu z receptorem estrogenowym (ER+) umiejscowią się w kościach, zmniejszają ekspresję receptora estrogenowego, co czyni je mniej podatnymi na terapie skierowane nakierowane na ten receptor. Odkryliśmy, że do zmiany takiej prowadzą komórki osteogenne, dodaje doktor Igor Bado.
Interakcja komórek nowotworowych z komórkami osteogennymi prowadzi też do zainicjowania zmian w ekspresji genów, które nadają komórkom nowotworowym właściwości podobne do komórek macierzystych, takie jak możliwość odnawiania się i różnicowania w różne typy komórek.
Odkryliśmy, że mikrośrodowisko kości działa jak stacja zasilająca dla komórek nowotworowych, zwiększając ich możliwość przerzutowania do innych organów. Badania te wspierają hipotezę mówiącą, że wiele przerzutów może być inicjowanych nie w guzie pierwotnym, ale w guzach wtórnych, dodaje Weijie Zhang.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Opracowanie planu radioterapii to skomplikowane zadanie, dlatego też nawet pacjenci, którzy potrzebują natychmiastowego wdrożenia leczenia muszą zwykle czekać kilka dni lub dłużej, aż lekarze opracują plan. Okazuje się jednak, że z pomocą może tutaj przyjść sztuczna inteligencja, która odpowiedni plan może przygotować w ułamku sekundy.
Niektórzy z takich pacjentów wymagają natychmiastowej radioterapii, ale lekarze odsyłają ich do domu i każą czekać. Opracowanie w czasie rzeczywistym planu leczenia jest bardzo ważne. To część naszego projektu, w ramach którego chcemy zaprząc SI do poprawy wszelkich aspektów walki z nowotworami, mówi doktor Steve Jiang, który kieruje Laboratorium Medycznej Sztucznej Inteligencji i Automatyzacji na UT Soutwestern Medical Center.
Radioterapia to często stosowana metoda walki z nowotworami. Badania pokazują, że w przypadku niektórych nowotworów odroczenie radioterapii o zaledwie tydzień zwiększa ryzyko nawrotu lub rozprzestrzenienia się choroby nawet o 14%. To właśnie takie dane stały się przyczyną, dla której zespół Jianga postanowił wykorzystać SI to pomocy w zaplanowaniu radioterapii. Od rozpoczęcia leczenia po przeliczenie dawek w miarę postępów leczenia.
Testy przeprowadzone za pomocą specjalnie opracowanego algorytmu wykazały, że jest on w stanie opracować optymalny plan leczenia zaledwie w ciągu 5/100 sekundy od momentu otrzymania danych dotyczących pacjenta.
Nowo opracowany algorytm korzystał z technik głębokiego uczenia się. Szkolono go na przykładzie 70 osób cierpiących na nowotwór prostaty, a przy uczeniu wykorzystano 4 algorytmy głębokiego uczenia się. Z czasem sztuczna inteligencja nauczyła się opracowywania optymalnego planu leczenia. Okazało się, że w przypadku każdego z tych pacjentów jest on taki sam, jak ten opracowany przez lekarzy.
To jednak nie wszystko. Algorytm był też w stanie przed każdą kolejną sesją radioterapii błyskawicznie obliczyć prawidłowe dawki promieniowania. Zwykle pacjenci przed każdą sesją przechodzą badanie, na podstawie którego obliczane są dawki.
Nowy algorytm korzysta z dwóch standardowych modeli obliczania dawki. Jednego szybkiego, który jednak jest mniej precyzyjny, i drugiego bardzo precyzyjnego, który jednak wymaga półgodzinnych obliczeń. SI, porównując na przykładzie wspomnianych 70 pacjentów wyniki obu modeli, nauczyła się, jak wykorzystać szybkość jednego i precyzję drugiego, by w czasie krótszym od sekundy uzyskać precyzyjne wyniki.
Naukowcy z UT Southwestern Medical Center mają teraz zamiar wykorzystać swój algorytm w codziennej praktyce klinicznej.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Większość ofiar nowotworów umiera w wyniku pojawienia się przerzutów. Wciąż jednak stosunkowo niewiele wiemy o samym mechanizmie przerzutowania. Naukowcy z Cancer Research UK Cambridge Institute przeprowadzili właśnie badania genetyczne guzów pobranych od 10 pacjentek, które zmarły na raka piersi. We wszystkich przypadkach nowotwór był oporny na różne metody leczenia.
Te 10 przypadków dość dobrze reprezentowało główne podtypy raka piersi. U ośmiu kobiet występował podtyp z receptorem estrogenowym (luminalny B HER2-), w tym u trzech był również obecny receptor HER2 (luminalny B HER2+), jedna pacjentka zmarła na nowotwór nieluminalny HER2+, a u jednej stwierdzono nowotwór potrójnie negatywny. W sumie pobrano 181 próbek guzów.
Jako, że komórki wszystkich guzów pochodzą od komórek oryginalnego guza z mutacjami, które doprowadziły do choroby, w przypadku każdej z kobiet można było stworzyć rodzaj drzewa genealogicznego jej choroby, wskazującego, w jaki sposób poszczególne komórki były ze sobą powiązane i jak dawno oddzieliły się one od siebie. Liczba mutacji jest rodzajem zegara, mówi szef grupy badawczej, Carlos Caldas.
Analiza filogenetyczna genomu pokazała, że w każdym przypadku – z wyjątkiem jednego – liczne przerzuty można pogrupować do niewielkiej (max. 3) liczby kladów. Każdy z tych kladów był zasiedlony przez populację komórek odpowiedzialnych za przerzuty, a populacja ta pochodziła od wspólnego przodka. W każdym z indywidualnych przypadków przerzutów mutacje w komórkach były albo dzielone z innymi członkami kladu, albo też były charakterystyczne dla danej komórki. To zaś sugeruje, że przerzutowanie jest pojedynczym wydarzeniem. Co więcej, segregacja chromosomów w każdym kladzie była niemal ukończona i zaobserwowano jedynie ograniczoną liczbę przypadków rozsiewania się pomiędzy kladami.
Zdaniem ekspertów wszystko to świadczy o tym, że w nowotworach piersi dochodzi do ograniczonej liczby – prawdopodobnie maksymalnie 3 – incydentów rozsiewania się guzów.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Technologia akceleratorowa, nad którą pracują naukowcy z Centrum Liniowego Akceleratora Stanforda (SLAC) i Uniwersytetu Stanforda, ma ograniczyć skutki uboczne radioterapii przez znaczne skrócenie czasu sesji: z minut do poniżej sekundy.
Ostatnio ekipie ze SLAC i Uniwersytetu Stanforda przyznano dofinansowanie. Dzięki niemu uda się rozwinąć 2 metody terapii: jedną wykorzystującą protony i drugą bazującą na promieniowaniu rentgenowskim. W obu chodzi o to, by "zbombardować" komórki nowotworowe tak szybko, by narządy i inne tkanki nie miały czasu, by się przemieścić w czasie ekspozycji. To zmniejsza ryzyko, że promieniowanie uszkodzi zdrowe tkanki wokół guza. W ten sposób terapia przeciwnowotworowa stanie się bardziej precyzyjna.
Dostarczanie dawki promieniowania z całej sesji za pośrednictwem pojedynczego błysku trwającego poniżej sekundy może być ostatecznym sposobem na poradzenie sobie ze stałym ruchem narządów i tkanek [...] - podkreśla prof. Billy Loo ze Szkoły Medycznej Stanforda.
By wystarczająco skutecznie dostarczać promieniowanie o wysokiej intensywności, potrzebujemy struktur akceleratorowych, których moc jest kilkaset razy większa od dzisiejszych technologii. Finansowanie, które nam przyznano, pomoże je zbudować - dodaje Sami Tantawi, prof. fizyki cząstek i astrofizyki w SLAC.
W ramach projektu PHASER będzie rozwijany system dla promieniowania rentgenowskiego. Skonstruowane w ubiegłych latach prototypy części do akceleratorów działają tak, jak przewidywały symulacje i torują drogę rozwiązaniom zapewniającym więcej mocy przy mniejszych rozmiarach.
W kolejnym etapie [...] ocenimy ryzyko związane z technologią, co w ciągu 3-5 lat powinno doprowadzić do powstania pierwszego prawdziwego urządzenia, które zostanie wykorzystane do testów klinicznych - zaznacza Tanawi.
Amerykanie zaznaczają, że zasadniczo protony są dla zdrowej tkanki mniej szkodliwe od promieniowania rentgenowskiego, bo dzięki masie cząstek (protonów) można precyzyjnie kontrolować uwalnianie energii (początkowo protony oddają stosunkowo nieduże ilości energii do tzw. chmur elektronowych tkanek, przez które przechodzą, a na końcu ich drogi dochodzi do tzw. efektu hamowania; długość drogi hamowania, która mieści się już w chorej tkance, to ok. 1-4 mm). Terapia protonowa wymaga jednak większych urządzeń do przyspieszania cząstek i dostosowywania ich energii. Potrzebne są też bardzo ciężkie magnesy, które obracając się wokół pacjenta, nakierowują wiązkę na cel.
Chcemy zaproponować innowacyjne metody manipulowania wiązkami protonów. Dzięki nim przyszłe urządzenia będą prostsze, bardziej kompaktowe i szybsze - opowiada Emilio Nanni ze SLAC.
Dzięki 1,7-mln grantowi z DoE (Departamentu Energii) staje się to wykonalne. Teraz możemy zaawansować prace nad projektowaniem, produkcją i testami struktury akceleratorowej podobnej do tej z projektu PHASER [...].
Mówiąc o korzyściach związanych z rozwijaną metodą akceleratorową, naukowcy dodają, że podczas badań na myszach widać było, że gdy dawkę promieniowania podawano bardzo szybko, zdrowe komórki nie były tak bardzo uszkadzane, a oddziaływanie na komórki guza okazywało się co najmniej takie samo, jak przy konwencjonalnej długiej ekspozycji. Jeśli wyniki uda się powtórzyć na ludziach, będzie można mówić o całkiem nowym paradygmacie w zakresie radioterapii - podkreśla Loo.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Zespół z Georgia Health Sciences University (GHSU) opracował metodę na ograniczenie zdolności komórek nowotworu do reperowania śmiertelnych uszkodzeń DNA wywołanych radioterapią. Można w ten sposób zwiększyć skuteczność napromienienia, ograniczając przy tym skutki uboczne.
Radioterapia to wspaniała metoda, problemem są efekty uboczne. Uważamy, że [nasz wynalazek] to metoda na wywołanie śmierci tej samej liczby komórek nowotworowych mniejszą dawką promieniowania lub użycie tej samej dawki i być może wyleczenie pacjenta, który wcześniej nie miał szans na wyzdrowienie - tłumaczy dr William S. Dynan.
Napromienianie powoduje rozpad podwójnej helisy DNA. Ponieważ jednak z różnym poziomem promieniowania stykamy się praktycznie wszędzie - od jedzenia po powietrze i glebę - wszystkie komórki, w tym nowotworowe, dysponują mechanizmami zapobiegającymi śmiertelnemu rozbiciu DNA.
Naukowcy z GHSU przezwyciężyli te naturalne mechanizmy, opakowując przeciwciała folanami, które z łatwością dostają się do większości komórek, zwłaszcza nowotworowych. Sporo komórek nowotworowych, w tym badanych przez Amerykanów komórek raka płuc, dysponuje dużą liczbą receptorów folanów, przez co to do nich trafia gros "ładunku".
Wcześniej badania nad ograniczeniem szkodliwości radioterapii koncentrowały się na receptorach na powierzchni. Dynanowi zależało jednak na stworzeniu konia trojańskiego o bardziej bezpośrednim działaniu. Akademicy połączyli fragment przeciwciała ScFv 18-2 z folanami. Po związaniu z receptorem folanowa główka opakowania nakierowuje się na jądro komórkowe. Zmiana warunków chemicznych we wnętrzu komórki prowadzi do rozerwania wiązania między ScFv 18-2 a folanem, dzięki czemu przeciwciało może zaatakować regulatorowy region kinazy białkowej zależnej od DNA - enzymu przeprowadzającego naprawę uszkodzeń DNA.
Łączymy docelową molekułę z transporterem - tłumaczy Dynan. Strategia ta obiera na cel jeden z kluczowych enzymów, dlatego naprawa staje się trudniejsza - uzupełnia Shuyi Li.
Naukowy duet podkreśla, że w ten sposób bezpośrednio do komórek nowotworowych można dostarczyć dowolną ilość i liczbę leków. W przyszłości panowie zamierzają poszukać innych punktów dostępu do komórek oraz najskuteczniejszych form opakowania. Ponieważ zakończył się etap badań na hodowlach komórkowych, teraz rozpoczną się eksperymenty na zwierzętach.
Podejście Dynana i Li naśladuje endocytozę. Pozwala ona na przetransportowanie do komórki np. białek, które ze względu na rozmiary nie dostałyby się tu inną drogą, muszą więc polegać na tworzeniu się wakuol.
-
-
Ostatnio przeglądający 0 użytkowników
Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.