scholarly journals In silico tumor growth validation based on human brain cancer models

2018 ◽  
Author(s):  
Μαριάμ-Ελένη Ωραιοπούλου
Keyword(s):  
Tumor Growth ◽  
Human Brain ◽  
Brain Cancer ◽  
In Silico ◽  
Cancer Models

Το Γλοιοβλάστωμα (ΓΒ) συνιστά τον πιο κακοήθη και επιθετικό καρκίνο του εγκεφάλου και μέχρι σήμερα, δε θεωρείται ιάσιμη ασθένεια. Ένα διεπιστημονικό πλαίσιο που ολοκληρώνει τόσο τη Βασική όσο και τη Μεταφραστική έρευνα παρουσιάζεται στοχεύοντας στην επαλήθευση υπολογιστικών προβλέψεων για την ανάπτυξη του ΓΒ. Εξατομικευμένες κυτταροκαλλιέργειες εγκαθιδρύθηκαν ανά ασθενή που συνδυάστηκαν σε πειραματικές διεργασίες σε σχέση με παθοφυσιολογικούς παράγοντες του ΓΒ και ακολούθως, προβλεπτικοί αλγόριθμοι παραμετροποιήθηκαν, αρχικοποιήθηκαν και επαληθεύθηκαν, ανάλογα. Επικεντρωνόμενοι αρχικά στον κυτταρικό πολλαπλασιασμό, η συνδυαστική in vitro-in silico προσέγγιση υποστήριξε ότι η ετερογένεια εντός του όγκου μαζί με το συνολικό πολλαπλασιασμό που αντανακλώνται τόσο στο ρυθμό πολλαπλασιασμού όσο και στη μηχανική κυτταρική αναστολή λόγω επαφής, δύνανται να προβλέψουν την εργαστηριακή εξέλιξη των διάφορων κυτταροσειρών ΓΒ που μεγαλώνουν υπό τις ίδιες 3Δ συνθήκες.Παρουσιάσαμε ότι τα πρωτογενή σφαιρίδια υιοθέτησαν ένα νέο, συνεκτικό μοτίβο που φαίνεται να μιμείται την περιαγγειακή διήθηση στον εγκέφαλο, ενώ τα U87MG και τα T98G σφαιρίδια υιοθετούν το τυπικό, ακτινωτό, διηθητικό μοτίβο. Η προτεινόμενη μαθηματική προσέγγιση δεικνύει ότι επιτρέποντας φαινοτυπική ετερογένεια στον καρκινικό πληθυσμό είναι ικανό ώστε να αναδειχτούν διάφορες διηθητικές μορφολογίες.Η επικουρική χημειοθεραπεία κατά του ΓΒ περιλαμβάνει την Τεμοζολαμίδη (ΤΜΖ)- ωστόσο, δεν είναι όλοι οι ασθενείς ευαίσθητοι. Οι πιο πρόσφατες κλινικές μελέτες του ΓΒ συχνά αναφέρονται στη Δοξορουμπικίνη (ΔΟΞ)- ωστόσο, είναι αδύνατο να περάσει επαρκώς τον αιματεγκεφαλικό φραγμό. Ένα εύρος συγκεντρώσεων ΤΜΖ και ΔΟΞ χρησιμοποιήθηκαν σε πρωτογενή σφαιρίδια. Οι αποτελεσματικές συγκεντρώσεις της ΔΟΞ και της ΤΜΖ διαφοροποιήθηκαν κατά τέσσερις τάξεις μεγέθους. Χρησιμοποιήσαμε Απεικόνιση Λεπτής Δέσμης Φθορισμού ώστε να οπτικοποιήσουμε τη διείσδυση του φαρμάκου και τη νέκρωση. Η ΔΟΞ ήταν ικανή να προκαλέσει νέκρωση με σωρευτικό τρόπο. Στα ΤΜΖ-σφαιρίδια, μη σημαντικά ανασταλτικά αυξητικά φαινόμενα παρατηρήθηκαν σε μη συστηματικό δοσοεξαρτώμενο τρόπο. Έχουμε ενδείξεις για ένα θεραπευτικό σχήμα που συνδυάζει ΤΜΖ-ΔΟΞ. Ένα εργαστηριακό εργαλείο διαλογής φαρμάκων προτάθηκε και επιπλέον, προτείνουμε σε επόμενο στάδιο να επεκτείνουμε αυτές τις παρατηρήσεις στο υβριδικό διακριτό-συνεχές υπολογιστικό μοντέλο.Συγκεντρωτικά, ισχυριζόμαστε πως η μελλοντική έρευνα οφείλει να βασίζεται σε πρωτογενή κύτταρα και οι κοινές κυτταροσειρές θα πρέπει να εξυπηρετούν μόνο ως σημεία αναφοράς. Τα υπολογιστικά μοντέλα μπορούν να εξυπηρετήσουν ως προβλεπτικά εργαλεία όχι μόνο της καρκινικής εξέλιξης, αλλά και του σχεδιασμού στοχευμένων βιολογικών πειραμάτων και να επιτρέψουν την καλύτερη κατανόηση των εμπλεκόμενων βιολογικών φαινομένων. Οι προσομοιώσεις της καρκινικής εξέλιξης δεν πρέπει πλέον να εξαρτώνται από θεωρητικές τιμές, ιδίως όσον αφορά την κλινική μεταφραστικότητα.

scholarly journals Engineered Resistant-Starch (ERS) Diet Shapes Colon Microbiota Profile in Parallel with the Retardation of Tumor Growth in In Vitro and In Vivo Pancreatic Cancer Models

Nutrients ◽  
2017 ◽  
Vol 9 (4) ◽  
pp. 331 ◽  
Author(s):  
Concetta Panebianco ◽  
Kaarel Adamberg ◽  
Signe Adamberg ◽  
Chiara Saracino ◽  
Madis Jaagura ◽  
...  
Keyword(s):  
Pancreatic Cancer ◽  
Tumor Growth ◽  
Resistant Starch ◽  
Cancer Models

scholarly journals Two novel human anti-CD25 antibodies with antitumor activity inversely related to their affinity and in vitro activity

2021 ◽  
Vol 11 (1) ◽  
Author(s):  
Deyong Song ◽  
Xiu Liu ◽  
Chuangchuang Dong ◽  
Qiaoping Wang ◽  
Chunjie Sha ◽  
...  
Keyword(s):  
T Cells ◽  
Tumor Growth ◽  
Growth Inhibition ◽  
Treg Cells ◽  
Tumor Growth Inhibition ◽  
In Vitro Activity ◽  
Limited Efficacy ◽  
Cancer Models ◽  
Excellent Candidate

AbstractHigh tumor regulatory T (Treg) cell infiltration is associated with poor prognosis of many cancers. CD25 is highly expressed on tumor Treg cells and is a potential target for Treg deletion. Previously characterized anti-CD25 antibodies appear to have limited efficacy in tumor inhibition. Here we identified two human anti-CD25 antibodies, BA9 and BT942, which did not prevent the activation of IL-2R signaling pathway by IL-2. BT942 had weaker binding and cytotoxic activity to human CD25-expressing cell lines than BA9. But both demonstrated significant tumor growth inhibition in early and late-stage animal cancer models. BT942 resulted in a higher expansion of CD8+ T cells and CD4+ T cells in tumor microenvironment in mouse MC38 model compared to BA9. BT942 also demonstrated significant higher tumor growth inhibition and higher expansion of CD8+ T cells and CD4+ T cells in combination with an anti-PD1 antibody. Pharmacokinetic study of BT942 in cynomolgus monkeys demonstrated a half-life of 206.97 ± 19.03 h. Structural analysis by cryo-EM revealed that BT942 recognizes an epitope on opposite side of the CD25-IL-2 binding site, consistent with no IL-2 signaling blockade in vitro. BT942 appears to be an excellent candidate for cancer immunotherapy.

Abstract 1291: Tumor growth inhibitory effect in EIF4B silenced in vitro and in vivo lung cancer models

2012 ◽  
Author(s):  
Jung-Young Shin ◽  
Xiang-Hua Zhang ◽  
Jeong-Oh Kim ◽  
Ji-Eun Oh ◽  
Hiun Suk Chae ◽  
...  
Keyword(s):  
Lung Cancer ◽  
Tumor Growth ◽  
Inhibitory Effect ◽  
Growth Inhibitory Effect ◽  
Growth Inhibitory ◽  
Cancer Models

scholarly journals Hypoxia regulates Toll-like receptor-9 expression and invasive function in human brain cancer cells in vitro

2014 ◽  
Vol 8 (1) ◽  
pp. 266-274 ◽  
Author(s):  
JOUKO SANDHOLM ◽  
JOHANNA TUOMELA ◽  
JOONAS H. KAUPPILA ◽  
KEVIN W. HARRIS ◽  
DAVID GRAVES ◽  
...  
Keyword(s):  
Human Brain ◽  
Cancer Cells ◽  
Brain Cancer ◽  
Toll Like Receptor

scholarly journals Two Novel Human Anti-cd25 Antibodies With Antitumor Activity Inversely Related to Its Affinity and in Vitro Activity

2021 ◽  
Author(s):  
Deyong Song ◽  
Xiu Liu ◽  
Chuangchuang Dong ◽  
Chunjie Sha ◽  
Zhenfei Ning ◽  
...  
Keyword(s):  
T Cells ◽  
Tumor Growth ◽  
Growth Inhibition ◽  
Treg Cells ◽  
Tumor Growth Inhibition ◽  
In Vitro Activity ◽  
Limited Efficacy ◽  
Cancer Models ◽  
Excellent Candidate

Abstract High tumor regulatory T (Treg) cell infiltration is associated with poor prognosis of many cancers. CD25 is highly expressed on tumor Treg cells and is a potential target for Treg deletion. Previously characterized anti-CD25 antibodies appear to have limited efficacy. Here we identified two human anti-CD25 antibodies, BA9 and BT942, which demonstrated strong tumor growth inhibition in both early and late-stage animal cancer models. BT942 had weaker binding and cytotoxic activity to human CD25-expressing cell lines than BA9. But BT942 showed a stronger anti-tumor effect and resulted a higher expansion of CD8+ T cells and CD4+ T cells in tumor microenvironment at the mouse MC38 model compared to BA9. As CD25 is transiently expressed on activated Teff cells, it is likely that BT942 with lower affinity can distinguish high expression Treg and low expression Teff and therefore cannot kill Teff cells effectively. Such a combination of BT942’s abilities may underline its stronger effect. BT942 also demonstrated higher tumor growth inhibition in combination with an anti-PD1 antibody. Pharmacokinetic tests of BT942 in cynomolgus monkey demonstrated a half-life of 206.97±19.03 hours. No toxicity efficacy was seen in mice efficacy or monkey examinations. BT942 appears to be an excellent candidate for cancer immunotherapy.

Prediction and validation of avascular tumor growth pattern in different metabolic conditions using in silico and in vitro models

2021 ◽  
pp. 2150024
Author(s):  
Mahshid Heidari ◽  
Mahboubeh Kabiri
Keyword(s):  
Tumor Growth ◽  
Computational Model ◽  
Growth Pattern ◽  
In Silico ◽  
Cell Activity ◽  
In Vitro Models ◽  
Growth Behavior ◽  
Cell Counting ◽  
Modeling Framework

Objectives: In recent years, scientists have taken many efforts for in vitro and in silico modeling of cancerous tumors. In fact, three-dimensional (3D) cultures of multicellular tumor spheroids (MCTSs) are good validators for computational results. The goal of this study is to simulate the 3D early growth of avascular tumors using MCTSs and to compare the in vitro models with the results and predictions of a specific computational modeling framework. Using these two types of models, the importance of metabolic condition on tumor growth behavior and necrosis could be predicted. Materials and methods: We took advantage of a previously developed computational model of tumor growth (constructed by integrating a generic metabolic network model of cancer cells with a multiscale agent-based framework). Among the computational predictions is the importance of glucose accessibility on tumor growth behavior. To study the effect of glucose concentration experimentally, MCTSs were grown in high and low glucose culture media. After that, tumor growth pattern was analyzed by MTT assay, cell counting and propidium iodide (PI) staining. Results: We obviously observed that the rate of necrosis increases and the rate of tumor growth and cell activity decreases as the glucose availability reduces, which is in line with the computational model prediction.

Sign in / Sign up

Export Citation Format

Share Document