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.
In silico tumor growth validation based on human brain cancer models