研究人员使用单细胞成像技术和数学模型来确定有效的药物属性

药物疗法,一个特定的目标分子改变了病人治疗癌症和大大提高存活率。然而,一些病人不应对这些疗法,因为药物是没有有效到达肿瘤细胞。在一项新的研究发表在科学报告莫菲特癌症中心研究人员结合单细胞成像小鼠肿瘤细胞的数学模型,以确定哪些药物特点是最重要的,有效的药物吸收。

靶向治疗的一个固有问题在于肿瘤及其周围环境是复杂和异构。并不是所有的肿瘤细胞在一个给定的是一样的。他们可以从另一个不同的有针对性的膜受体的表达可能导致摄入不足和不均匀对靶向药物。此外,肿瘤周围的环境是由不同的细胞类型有不同的属性和密度可以影响药物的能力是有效的。

这些变化很难开发的药物能有效目标的所有细胞肿瘤。此外,这些细胞和遗传差异可能导致病人对cancer-targeted药物因为一些肿瘤细胞可能不会完全暴露在药物和不完整的接触可以使这些细胞产生耐药性。

“靶向治疗的临床成功或失败在很大程度上依赖于药物分子是否能够达到所有肿瘤细胞和与它们的分子目标调用所需的治疗效果,”莎a . Rejniak说,博士,部门的准会员综合数学在莫菲特肿瘤学。这个工作是通过Rejniak计算组和实验室之间的合作群戴夫·l·莫尔斯博士,癌症生理系的准会员。

科学家用来研究药物吸收的标准方法是基于肿瘤及其周围环境的统一的特征。然而,这种假设不准确,可能导致一个放之四海而皆准的方法治疗。莫菲特研究小组想要采取一种不同的方法研究药物吸收。他们用数学建模和成像技术,允许他们跟踪和预测单个细胞的能力的药物。在他们的模型中,他们比较不同药物特点和肿瘤的性质,以确定哪些条件导致更有效的药物被细胞吸收。

他们发现的药物结合细胞是依赖药物扩散的速度通过组织而不是药物进入组织的浓度。药物迅速扩散倾向于将更有效地绑定到远离血管的细胞。另外,药物扩散慢慢倾向于结合细胞更接近血管和细胞紧密时更有效。研究人员也很快表明,药物释放能够更有效地结合与不同程度的药物受体细胞。

这些发现表明,改变不同性质的药物或方法药物管理可能会导致增加交货肿瘤细胞。“例如,治疗快速增长的细胞位于血管附近,慢慢扩散代理可能是有益的。相比之下,处于休眠状态细胞在缺乏血管区域,高度移动代理可以优惠,或者在某些癌症,当地直接注射肿瘤网站可能是有益的,”Rejniak解释道。最终,研究人员希望他们的方法最终可能被用来设计更个性化的治疗方案癌症病人。