Медицина 2.0

Физико-математическую модель раковой опухоли создали сотрудники Физического института им. П.Н. Лебедева РАН /ФИАН/. С её помощью можно не только предсказывать поведение злокачественного новообразования, но и управлять им, применяя при лечении рака.



"Активные клетки подвижных опухолей обычно расползаются, и хирурги во время удаления опухоли стараются вырезать область больше, чем она занимает, - рассказывает старший научный сотрудник ФИАН Андрей Колобов, принимавший участие в разработке. - Но возможность вырезать "лишнюю" область есть не всегда. С помощью модели можно определить, насколько далеко могли "разбежаться" опасные клетки, насколько велика вероятность их метастазирования, и на этой основе сделать прогноз эффективности того или иного препарата".



Не менее важно, по мнению учёных, также предсказание поведения опухоли. "Мы не пытались симулировать какие-то экспериментальные данные, а наоборот, постарались предсказать их, взяв за основу биологические принципы, - говорит Колобов. - А оттолкнувшись от них, дальше мы пустили в ход уже математику и физику". В результате с помощью этой модели, которая разрабатывалась под руководством ведущего научного сотрудника ФИАН Андрея Полежаева, можно на основе точных наук рассчитать дальнейшее поведение раковых клеток. Ведь со временем питательных веществ, окружающих опухоль, становится меньше, и достаются они уже только тем клеткам, которые находятся снаружи. В центре же накапливаются неактивные клетки, которые из- за отсутствия питания сами находятся на грани гибели. В таком случае после некоторого момента скорость роста опухоли уменьшается, и продолжается он уже не по нарастающей, а линейно.



Точно так же был учтён фактор подвижности клеток в объёме живой ткани. Дело в том, что количество их на единицу объёма оказывается ограниченным, и достигнув определённого предела, клетки начинают выталкивать друг друга к периферии опухолевой структуры и за её пределы. И, как выяснили физики, такое поведение очень похоже на гидродинамику несжимаемой жидкости. А значит, развитие этого фактора также можно предсказать.



Кроме того, с помощью физической модели можно понять, как лучше помешать росту сосудов, которые питают опухоль и которыми это зловредное образование пытается в буквальном смысле управлять, стимулируя такой рост. И если этому воспрепятствовать, то и развитие самой опухоли будет приостановлено.



Разработка модели её поведения продолжается. В ближайшее время фиановцы планируют ответить на следующие вопросы, которые ставит рак, например, какие индивидуальные свойства клеток отвечают за их живучесть, как влияют свойства среды на скорость и особенности роста опухоли и так далее.

Иллюстрация к статье: Яндекс.Картинки