Wie wählt man eine Chemotherapie für einen Patienten aus? Was ist die beste Kombination von Medikamenten zur Heilung von Krebs? Dies wird als „kalkulierte Behandlung“ bezeichnet. Es ist die Auswahl der Chemotherapie-Krebsbehandlung für die Ära der Präzisionsmedizin. Führender Experte für Krebsgenetik diskutiert Methoden der personalisierten Medizin zur Behandlung von Krebs. Dr. C. Richard Boland, MD. Das haben die Mathematiker also zusammen mit Biologen gemacht: Die Biologen haben den proliferativen Anteil eines Tumors herausgefunden. Und es sind ungefähr 13%. Wenn Sie also heute 100 Zellen haben, dann könnten Sie in 24 Stunden 113 Zellen haben. Aber die Replikation von Krebszellen ist schlampig, sie haben oft eine gewisse genetische Instabilität. Ein Teil der Krebszellen überlebt also nicht. Außerdem gibt es typischerweise eine Immunantwort, die versucht, Krebszellen abzutöten. Tumor hat also auch eine Sterblichkeitsrate. Der Unterschied zwischen der Proliferationsrate des Tumors und seiner Todesrate ist für das Krebswachstum verantwortlich. Aber diese beiden Zahlen sind ziemlich nah beieinander. Eine typische Krebstumorproliferationsrate betrug 13 %, aber die Tumorsterblichkeitsrate betrug 11 %. Es gibt also nur einen Unterschied von 2 % zwischen der Proliferationsrate und der Wachstumsrate. Aber ein Unterschied von 2 % im Laufe der Zeit lässt Krebs wachsen. Wenn Sie also Krebs mit Chemotherapeutika behandeln, verringern Sie entweder die Proliferationsrate des Tumors oder Sie erhöhen die Sterblichkeitsrate des Tumors. Wenn sich diese beiden Zahlen kreuzen und wenn die Todesrate des Tumors höher ist als die Wachstumsrate des Tumors, dann wird der Tumor schrumpfen und zurückgehen. Also führten sie eine mathematische Modellierung des Tumorwachstums durch. Sie können alle Variablen nehmen, die die Biologen den Mathematikern geben können. Variablen sind: Tumorwachstumsrate, Tumorsterblichkeitsrate, Tumormutationsrate und die Wahrscheinlichkeit, dass eine bestimmte Mutation dazu führt, dass der Tumor eine Resistenz gegen Chemotherapie entwickelt. Und auch, welche Auswirkungen die eingesetzte Chemotherapie hatte. Die meisten Chemotherapie-Medikamente werden den Patienten in der Regel nacheinander verabreicht. Dr. C. Richard Boland, MD. Aber wenn Sie gleichzeitig Chemotherapie-Medikamente verabreichten – [Wissenschaftler konnten die Wachstumsrate des Tumors, seine Todesrate und die Mutationsrate modellieren], reichten theoretisch nur zwei Medikamente aus, um das Wiederauftreten des Tumors zu verhindern. Dies galt, solange es keine einzige Mutation in einer Krebszelle gab, die gleichzeitig eine Resistenz gegen diese beiden Chemotherapie-Medikamente hervorrufen würde. Das bedeuten diese Ergebnisse. Ärzte und Biologen können Mathematikern echte Zahlen über Wachstumsraten von Krebstumoren und resistenzverleihende Mutationen liefern. Und mathematische Modellierung kann hoffentlich die am wenigsten toxische Kombination chemotherapeutischer Medikamente hervorbringen, die ausreicht, um das Wiederauftreten des Krebses zu verhindern. Dieser Tumor hat also keine "molekulare Flucht" aufgrund einer Mutation, die eine Resistenz gegen die Krebs-Chemotherapie verleiht. Im weiteren Verlauf wird es nicht nur eine empirische Krebstherapie sein. Wir werden in der Lage sein, mathematische Berechnungen zu verwenden, um unsere Therapie präziser, sicherer und effektiver zu machen. Das ist also eine sehr neuartige und aufregende Idee – von sequentiellen Therapielinien zu einer kalkulierten Strategie der Auswahl simultaner Chemotherapieregime überzugehen. Natürlich müssen wir die potenzielle Toxizität im Auge behalten. Dr. Anton Titov, MD. Aber es ist eine sehr spannende Forschungslinie! - Ich stimme zu!