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# Biología# Biología del Cáncer

Avances en la Medición del Tamaño de Tumores Usando Escáneres 3D

La tecnología de escaneo 3D mejora la precisión en la medición de tumores en la investigación del cáncer.

― 7 minilectura


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Probar nuevos medicamentos contra el cáncer es clave para asegurarse de que funcionen bien antes de usarlos en pacientes. Un método común es usar ratones especiales a los que se les han implantar células cancerosas humanas. Estos ratones ayudan a los científicos a ver qué tan bien funcionan los nuevos medicamentos en un cuerpo vivo.

Modelos de Xenoinjerto

Un modelo de xenoinjerto es cuando se colocan células cancerosas humanas en ratones que no tienen un sistema inmunológico fuerte. Esto permite que las células humanas crezcan sin ser atacadas por el sistema inmunológico del ratón. Luego, los médicos pueden inyectar medicamentos en estos ratones y observar cómo reaccionan los Tumores. Se puede ver y medir el crecimiento o la reducción del tumor desde fuera del ratón.

Medir el Tamaño del Tumor

Cuando los científicos quieren medir el tamaño de los tumores en estos ratones, a menudo usan algo llamado calibradores. Los calibradores son herramientas que ayudan a medir distancias. Después de inyectar una línea de células tumorales en los ratones y dejar que crezcan, los investigadores pueden usar calibradores para medir los lados más largos y más cortos del tumor. Esto les da una idea del volumen del tumor. Sin embargo, los tumores pueden ser irregulares en forma, lo que hace que las mediciones precisas sean difíciles. La forma en que cada científico mide puede diferir, llevando a resultados variados.

Técnicas de Medición Óptica

En los últimos años, los investigadores han comenzado a usar luz para medir tumores. Usan tumores especiales que brillan cuando se exponen a ciertos químicos. Al inyectar estos químicos en los ratones y usar cámaras para capturar la luz, los científicos también pueden medir el tamaño del tumor. Sin embargo, este método también tiene sus desafíos. Los tejidos en el cuerpo bloquean algo de luz, dificultando obtener lecturas precisas, especialmente cuando los tumores son grandes.

Problemas con Métodos Tradicionales

Tanto los calibradores como los métodos ópticos tienen debilidades. Los calibradores requieren un manejo cuidadoso y práctica para asegurar mediciones consistentes entre diferentes científicos. Los métodos ópticos requieren entrenamiento para administrar correctamente los medicamentos y pueden involucrar procedimientos complicados. Ambos métodos pueden llevar a resultados inexactos debido al error humano.

Introducción de Escáneres 3D

Para abordar estos problemas, los investigadores están explorando la tecnología de escaneo 3D. Un escáner 3D puede medir rápida y precisamente el tamaño de un tumor sin las complicaciones de los calibradores o métodos ópticos. Proporciona mediciones directas sin necesidad de estimaciones humanas, reduciendo así la variabilidad.

Resumen del Estudio

En un estudio reciente, los investigadores usaron un escáner 3D de mano para medir tumores en ratones con células cancerosas humanas implantadas. Compararon este método con mediciones tradicionales de calibrador y técnicas de imagen óptica. El objetivo era determinar qué método proporcionaba los resultados más precisos y consistentes.

Método

Los investigadores inyectaron células especiales de cáncer de estómago humano en los costados de los ratones. Después de dejar que los tumores crecieran, usaron calibradores y el escáner 3D para medir el tamaño de los tumores. También monitorizaron los tumores usando el método de imagen óptica. Diferentes científicos hicieron las mediciones para ver cuán consistentes eran los resultados.

Resultados

Los investigadores encontraron una fuerte coincidencia entre las mediciones del escáner 3D y los calibradores, mostrando que el escáner podía medir con precisión los tamaños de los tumores. Sin embargo, cuando diferentes científicos usaron calibradores, los resultados variaron mucho más.

El escáner 3D mostró aún mejor consistencia que los calibradores entre varios operadores. Esto indica que el escáner puede reducir significativamente las diferencias en las mediciones que normalmente vienen del error humano.

Análisis del Volumen Tumoral

Al comparar los resultados, el escáner 3D mostró una clara ventaja. Mientras que las mediciones de calibradores a menudo variaban significativamente entre operadores, el escáner proporcionó resultados similares sin importar quién medía. Esta mayor confiabilidad significa que el escáner 3D puede ser una mejor herramienta para evaluar tratamientos contra el cáncer.

Monitoreo de la Regresión Tumoral

Además de medir los tamaños iniciales de los tumores, el escáner también se utilizó para monitorear cómo cambiaban los tumores con el tiempo tras el tratamiento. A medida que los tumores se reducían, el escáner detectó estos cambios con mucha más precisión que los calibradores. Esta capacidad de monitorear la regresión del tumor de cerca es crucial para evaluar la efectividad de nuevas terapias contra el cáncer.

Comparación de Métodos de Medición

Los investigadores realizaron más comparaciones entre el escáner 3D, los calibradores y la imagen óptica para entender sus fortalezas y debilidades. Descubrieron que el escáner no solo era más preciso, sino que también ofrecía un enfoque más sencillo sin necesidad de un entrenamiento extenso para el operador.

Ventajas de Usar Escáneres 3D

Los escáneres 3D tienen varias ventajas sobre los métodos tradicionales:

  1. Precisión: El escáner proporciona mediciones precisas sin errores humanos.
  2. Velocidad: Las mediciones se pueden tomar rápidamente, reduciendo el tiempo necesario para las evaluaciones.
  3. No invasividad: El escaneo no requiere sustancias inyectadas ni procedimientos complejos.
  4. Consistencia: Los resultados se mantienen estables independientemente de quién opere el escáner.

Estos beneficios hacen que los escáneres 3D sean una herramienta prometedora para medir volúmenes tumorales, especialmente para evaluar la efectividad de nuevas terapias contra el cáncer.

Mejor Evaluación de la Eficacia de los Medicamentos

A medida que el estudio avanzaba, los resultados mostraron que los medicamentos que atacan las células cancerosas pueden ser evaluados con más precisión usando el escáner 3D. Cuando los investigadores compararon qué tan bien funcionaron diferentes tratamientos, el escáner proporcionó datos que reflejaban mejor los cambios reales en el tamaño del tumor. Esto aseguró que cualquier afirmación sobre la efectividad de un tratamiento estuviera basada en evidencia sólida.

Direcciones Futuras

El equipo planea seguir investigando el uso de la tecnología de escaneo 3D en la investigación del cáncer. Creen que adoptar este método en más estudios puede mejorar la calidad y precisión de los datos recolectados, llevando a mejores resultados para los tratamientos contra el cáncer.

Conclusión

En resumen, usar un escáner 3D para medir los tamaños de los tumores ofrece numerosas ventajas, incluyendo precisión, velocidad y consistencia. Este método no solo ayuda a evaluar la efectividad de nuevos medicamentos, sino que también reduce la variabilidad causada por diferentes operadores. Al incorporar el escaneo 3D en las prácticas de investigación del cáncer, los científicos pueden, en última instancia, mejorar el desarrollo de tratamientos más efectivos.

Implicaciones para Empresas Farmacéuticas

Para las empresas farmacéuticas, mantener datos de alta calidad durante el desarrollo de medicamentos es crucial. La adopción de la tecnología de escaneo 3D puede agilizar este proceso, asegurando que las mediciones sean tanto precisas como reproducibles. Esta tecnología podría beneficiar a las empresas en los sectores de química, fabricación y control (CMC) mientras se esfuerzan por cumplir con estándares de calidad rigurosos.

Comentarios Finales

Los resultados de este estudio destacan el significativo potencial de la tecnología de escaneo 3D en la investigación médica, particularmente en el campo de la oncología. Al alejarnos de métodos tradicionales que tienen variabilidad inherente, los investigadores pueden asegurarse de que sus hallazgos sean fiables, fomentando avances en estrategias de tratamiento contra el cáncer. El futuro del desarrollo de medicamentos contra el cáncer podría depender de la integración exitosa de tecnologías innovadoras en la práctica rutinaria.

Fuente original

Título: Robust and accurate method for measuring tumor volume using optical 3D scanning for nonclinical in vivo efficacy study

Resumen: In a nonclinical in vivo efficacy test for anticancer drugs, immunodeficient mice subcutaneously transplanted with human cancer cells were quantified and evaluated with regard to the manner in which the skin bulges where locally proliferated cancer cells regress after drug administration. A caliper is conventionally used to measure the tumor bulge. However, its volume is an estimated value and results in high variability. Alternatively, cancer cell lines that express genetically encoded marker genes have been used in recent years for optical and nondestructive measurements. However, estimations using calipers exhibit large errors, and biological tissues have low light transparency. This hinders quantitative optical measurements. In addition, variations in measurements owing to subjective and human operations are likely. From the chemistry, manufacturing, and control (CMC) perspective, precise measurement is required to evaluate drug efficacy and quality. Therefore, we aimed to eliminate errors caused by the use of estimated values, subjectivity, and human manipulation by precisely quantifying the volume of the tumor bulge using a 3D scanner. This study demonstrated that optical 3D scanner measurements were accurate, had low variability, and was highly correlated with tumor weight. The tumor bulge was observed to vary to a flattened oval dome shape rather than a semicircle. This caused high variability in measurements of tumor volume. However, the proposed 3D scanner was more sensitive to volumetric regression than the caliper. Additionally, it exhibited drug efficacies with higher resolution than the caliper. Furthermore, the high linearity of the scanner provided more accurate measurements over a wider range of tumor sizes than luminescence imaging. The accurate and sensitive properties of such 3D scanners are also likely to make these exceptionally effective analytical tools for ensuring product equivalency when modifying raw materials or manufacturing processes in the development of cell therapy products. As described above, robust and accurate drug efficacy measurements using nondestructive and noninvasive 3D scanners that require no training and are convenient to operate provide many analytical improvements and advantages. This is likely to play an important role in 1) the efficacy evaluation of cell therapy products that have large variations originating from the raw materials and large differences between manufacturing lots and 2) the quality evaluation, property analysis of the characteristics of variations in the shape of tumor bulges over time, and comparability testing of the products in the CMC section of pharmaceutical companies.

Autores: Takuma Kobayashi, M. Katsumata, Y. Nakamura, Y. Terado, H. Araki, E. Maeda

Última actualización: 2024-05-10 00:00:00

Idioma: English

Fuente URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.05.07.592924

Fuente PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.05.07.592924.full.pdf

Licencia: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Cambios: Este resumen se ha elaborado con la ayuda de AI y puede contener imprecisiones. Para obtener información precisa, consulte los documentos originales enlazados aquí.

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