Model for in vivo progression of tumors based on co-evolving cell population and vasculature : Scientific Reports : Nature Publishing Group

full-text ►Model for in vivo progression of tumors based on co-evolving cell population and vasculature : Scientific Reports : Nature Publishing Group: "Model for in vivo progression of tumors based on co-evolving cell population and vasculature

* Sehyo C. Choe,1, 2
* Guannan Zhao,3
* Zhenyuan Zhao,3
* Joseph D. Rosenblatt,4, 5
* Hyun-Mi Cho,4, 5
* Seung-Uon Shin4, 5
* & Neil F. Johnson3


Journal name: Scientific Reports
Volume: 1,
Article number: 31
DOI: doi:10.1038/srep00031

Received
03 June 2011
Accepted
16 June 2011
Published
06 July 2011

With countless biological details emerging from cancer experiments, there is a growing need for minimal mathematical models which simultaneously advance our understanding of single tumors and metastasis, provide patient-personalized predictions, whilst avoiding excessive hard-to-measure input parameters which complicate simulation, analysis and interpretation. Here we present a model built around a co-evolving resource network and cell population, yielding good agreement with primary tumors in a murine mammary cell line EMT6-HER2 model in BALB/c mice and with clinical metastasis data. Seeding data about the tumor and its vasculature from in vivo images, our model predicts corridors of future tumor growth behavior and intervention response. A scaling relation enables the estimation of a tumor's most likely evolution and pinpoints specific target sites to control growth. Our findings suggest that the clinically separate phenomena of individual tumor growth and metastasis can be viewed as mathematical copies of each other differentiated only by network structure.

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Actualidad Ultimas noticias - JANOes y agencias - Desarrollan un modelo matematico para predecir la progresion de un tumor - JANO.es - ELSEVIER: "ONCOLOGÍA
Desarrollan un modelo matemático para predecir la progresión de un tumor

JANO.es y agencias · 02 Agosto 2011 12:12


Investigadores estadounidenses y alemanes analizan cómo el desarrollo de un cáncer retroalimenta a los flujos sanguíneos, que, a su vez, favorecen que el cáncer se expanda.

Investigadores de la Universidad de Miami, en Estados Unidos, y la Universidad de Heidelberg, en Alemania, han desarrollado un modelo matemático para predecir la progresión de un tumor desde sus etapas tempranas hasta la metástasis. El hallazgo, que se publica en Scientific Reports, diario 'on line' de Nature, supone un paso adelante en la mejora de los tratamientos personalizados.

Cuando aparece un tumor en el organismo pueden ocurrir dos cosas: el tumor puede frenar su crecimiento y permanecer latente o puede crecer, alimentado por una red de vasos sanguíneos que se expande con el crecimiento del tumor. Estos vasos proporcionan también a las células cancerígenas un modo de llegar a otras partes del cuerpo, establecerse allí y desarrollar el proceso conocido como metástasis.

Este estudio ha revelado que existe una conexión desconocida entre el tumor y los vasos que le proporcionan la alimentación. El método empleado por estos investigadores perfila vías a través de las que podría expandirse el tumor e identifica puntos específicos en los vasos que pueden convertirse en dianas para controlar su crecimiento, según el profesor de Física Neil Johnson, director del Complexity Research Group de la Facultad de Artes y Ciencias de la UM y uno de los principales autores del trabajo.

'El cáncer es una enfermedad que se da a varias escalas. Hay células individuales, células que se agrupan para formar el tumor, la vasculación y finalmente, la metástasis', explica Johnson. 'Utilizando información sobre cómo crece el tumor en respuesta a sus nutrientes y cómo el crecimiento del tumor retroalimenta a la fuente de nutrientes en sí misma, nuestro modelo nos aproxima a la predicción de la evolución del tumor de un paciente', dice.


Scientific Reports (2011); doi:10.1038/srep00031
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