Con un "mini tumor" y un gemelo digital para la terapia personalizada del cáncer
Mejorar las recomendaciones terapéuticas para pacientes con cáncer colorrectal: Este es el objetivo de un proyecto de colaboración entre la Universidad de Bonn, la empresa ESQlabs y el Hospital Universitario de Bonn (UKB), financiado por el Ministerio Federal de Educación e Investigación. "ISPOT-K" combina organoides derivados de pacientes con tecnología de gemelos digitales.
Aunque el diagnóstico sea el mismo, el curso del cáncer de intestino nunca es igual para los pacientes: cómo se extiende el tumor y qué terapia y medicación son eficaces varía de un paciente a otro.
Las terapias convencionales contra el cáncer se basan generalmente en información personal como la edad y el sexo, el tipo y estadio del cáncer, información histológica e información genética seleccionada. Sin embargo, esta información no dice nada sobre cómo responderá un paciente al tratamiento. Aquí es donde entra en juego el equipo de la Universidad de Bonn y ESQlabs con una nueva idea: El equipo "ISPOT-K" combina pruebas basadas en organoides con modelización asistida por ordenador para generar un gemelo digital de cada paciente con cáncer colorrectal y sugerir así la terapia más eficaz con menos efectos secundarios.
"Mini-tumores" como base del gemelo digital
Los organoides 3D se producen a partir de tejido que se cultiva para imitar la estructura y funcionalidad de un órgano humano. En el Instituto LIMES de la Universidad de Bonn, el grupo de trabajo dirigido por la Dra. Elena Reckzeh, catedrática junior, está especializado en la tecnología experimental de organoides: cultiva muestras de tejido tumoral tomadas directamente de pacientes con cáncer colorrectal para producir organoides tridimensionales en el laboratorio. A continuación, estos "minitumores" se exponen a diversos fármacos contra el cáncer para predecir cómo responderá el paciente al tratamiento. Los pacientes se seleccionan en colaboración con el profesor Tim Vilz, del Departamento de Cirugía Colorrectal y Proctología del Hospital Universitario de Bonn (UKB).
En un segundo paso, los datos del organoide 3D se combinan con datos moleculares y físicos detallados del paciente. Esta modelización asistida por ordenador se lleva a cabo en los grupos de trabajo del Prof. Dr. Jan Hasenauer, dirigidos por el Dr. Dilan Pathirana, del Centro de Ciencias Matemáticas de la Vida de la Universidad de Bonn: se centran en la modelización de vías de señalización intracelular relevantes para el cáncer, incluidas las respuestas a fármacos y la cuantificación de incertidumbres. La investigación de los dos grupos de trabajo se sitúa en la interfaz de las Áreas de Investigación Transdisciplinar (TRA) "Modelización" y "Vida y Salud" de la Universidad de Bonn y también se beneficia de los grupos de excelencia Centro Hausdorff de Matemáticas e InmunoSensación2.
Gemelo digital para recomendaciones de dosificación óptima
ESQlabs / MPSlabs se encarga de integrar los datos en el gemelo digital: La empresa está especializada en farmacología sistémica cuantitativa, modelización PBPK y soluciones de gemelos digitales basadas en MPS. El gemelo digital puede utilizarse entonces para simular cómo reaccionaría el tumor respectivo a diferentes tratamientos con el fin de recomendar la estrategia de dosificación óptima. Nuestra visión es un flujo de trabajo basado en datos que empiece con el análisis de organoides y termine con una simulación in silico, es decir, un "paciente virtual" que guíe a los médicos hacia la terapia más eficaz", explica el Dr. Christian Maass, director del proyecto en MPSlabs/ESQlabs.
"ISPOT-K tiene el potencial de revolucionar la terapia personalizada del cáncer colorrectal", explica la profesora Elena Reckzeh. "Prevemos que esta potente combinación ofrecerá la terapia más segura y eficaz adaptada a cada paciente".
Tratamientos más eficaces, menos experimentos con animales
Las recomendaciones de fármacos específicos para cada paciente que ofrecen los gemelos digitales podrían reducir el coste del tratamiento del cáncer en el futuro, tanto por la reducción del uso de terapias genéricas ineficaces como por la identificación de una dosis de fármaco adecuada para cada paciente. Los hallazgos de los gemelos digitales sobre dosis, eficacia, toxicidad y combinaciones óptimas de fármacos también se pondrán a disposición en una plataforma para optimizar el desarrollo de medicamentos. Estos hallazgos también podrían contribuir a reducir en el futuro los ensayos con animales durante el desarrollo de fármacos, ya que algunas cuestiones, como los efectos secundarios tóxicos o la falta de eficacia de un tratamiento, podrían responderse ya en el laboratorio y en el ordenador.
Financiación e instituciones participantes
El proyecto que ahora se pone en marcha cuenta con un volumen de 1,7 millones de euros. El Ministerio Federal de Educación e Investigación financia ISPOT-K con 1,1 millones de euros, de los que la Universidad de Bonn recibe unos 700.000 euros. Además de la Universidad de Bonn y ESQlabs, también participa el Hospital Universitario de Bonn (UKB).
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Alemán se puede encontrar aquí.
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