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# Biologie# Biologie du cancer

Avancées dans la mesure des tailles de tumeurs avec des scanners 3D

La technologie de scan 3D améliore la précision des mesures des tumeurs dans la recherche sur le cancer.

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Tester de nouveaux médicaments contre le cancer est super important pour s'assurer qu'ils fonctionnent bien avant de les utiliser chez les patients. Une méthode courante, c’est d’utiliser des souris spéciales qui ont des cellules cancéreuses humaines implantées. Ces souris aident les scientifiques à voir comment les nouveaux médicaments agissent dans un corps vivant.

Modèles de Xenogreffe

Un modèle de xenogreffe, c'est quand des cellules cancéreuses humaines sont placées dans des souris qui n'ont pas un système immunitaire très fort. Ça permet aux cellules humaines de pousser sans être attaquées par le système immunitaire de la souris. Les médecins peuvent alors injecter des médicaments dans ces souris et observer comment les Tumeurs réagissent. On peut voir et mesurer la croissance ou la diminution de la tumeur depuis l'extérieur de la souris.

Mesurer la Taille des Tumeurs

Quand les scientifiques veulent mesurer la taille des tumeurs dans ces souris, ils utilisent souvent des choses appelées calibres. Les calibres sont des outils qui aident à mesurer les distances. Après avoir injecté une lignée de cellules tumorales dans les souris et laissé pousser, les chercheurs peuvent utiliser des calibres pour mesurer les côtés les plus longs et les plus courts de la tumeur. Ça leur donne une idée du volume de la tumeur. Cependant, les tumeurs peuvent avoir des formes irrégulières, ce qui rend les mesures précises difficiles. La façon dont chaque scientifique mesure peut varier, ce qui entraîne des résultats différents.

Techniques de Mesure Optique

Ces dernières années, les chercheurs ont commencé à utiliser de la lumière pour mesurer les tumeurs. Ils utilisent des tumeurs spéciales qui brillent quand on les expose à certains produits chimiques. En injectant ces produits chimiques dans les souris et en utilisant des caméras pour capturer la lumière, les scientifiques peuvent aussi mesurer la taille des tumeurs. Mais cette méthode a aussi ses défis. Les tissus dans le corps bloquent certaines lumières, rendant difficile d'obtenir des mesures précises, surtout quand les tumeurs deviennent grandes.

Problèmes avec les Méthodes Traditionnelles

Les calibres et les méthodes optiques ont tous les deux des faiblesses. Les calibres demandent une manipulation délicate et de la pratique pour garantir des mesures constantes entre différents scientifiques. Les méthodes optiques nécessitent une formation pour administrer correctement les médicaments et peuvent impliquer des procédures compliquées. Les deux méthodes peuvent mener à des résultats inexactes à cause d'erreurs humaines.

Introduction des Scanners 3D

Pour résoudre ces problèmes, les chercheurs s'intéressent à la technologie de scanner 3D. Un scanner 3D peut mesurer rapidement et précisément la taille d'une tumeur sans les complications des calibres ou des méthodes optiques. Il fournit des mesures directes sans avoir besoin d'estimation humaine, réduisant ainsi la variabilité.

Aperçu de l'Étude

Dans une étude récente, les chercheurs ont utilisé un scanner 3D portable pour mesurer des tumeurs dans des souris avec des cellules cancéreuses humaines implantées. Ils ont comparé cette méthode avec les mesures traditionnelles faites avec des calibres et des techniques d'Imagerie optique. Le but était de déterminer quelle méthode fournissait les résultats les plus précis et constants.

Méthode

Les chercheurs ont injecté des cellules cancéreuses humaines spéciales dans les flancs des souris. Après avoir laissé les tumeurs pousser, ils ont utilisé des calibres et le scanner 3D pour mesurer la taille des tumeurs. Ils ont aussi surveillé les tumeurs en utilisant la méthode d'imagerie optique. Différents scientifiques ont fait les mesures pour voir à quel point les résultats étaient cohérents.

Résultats

Les chercheurs ont trouvé un fort accord entre les mesures du scanner 3D et celles des calibres, montrant que le scanner pouvait mesurer les tailles des tumeurs avec précision. Cependant, quand différents scientifiques utilisaient des calibres, les résultats variaient beaucoup.

Le scanner 3D a montré même une meilleure cohérence que les calibres quel que soit l'opérateur. Cela indique que le scanner peut réduire significativement les différences de mesures qui viennent généralement des erreurs humaines.

Analyse du Volume Tumoral

En comparant les résultats, le scanner 3D a montré un avantage clair. Alors que les mesures aux calibres variaient souvent beaucoup entre les opérateurs, le scanner fournissait toujours des résultats similaires peu importe qui mesurait. Cette fiabilité plus élevée signifie que le scanner 3D peut être un meilleur outil pour évaluer les traitements contre le cancer.

Surveillance de la Récidive Tumorale

En plus de mesurer les tailles de tumeurs initiales, le scanner a aussi été utilisé pour surveiller comment les tumeurs changeaient au fil du temps après le traitement. À mesure que les tumeurs diminuaient, le scanner détectait ces changements beaucoup plus précisément que les calibres. Cette capacité à surveiller de près la régression tumorale est cruciale pour évaluer l’efficacité des nouvelles thérapies contre le cancer.

Comparaison des Méthodes de Mesure

Les chercheurs ont fait d'autres comparaisons entre le scanner 3D, les calibres et l'imagerie optique pour comprendre leurs forces et faiblesses. Ils ont découvert que le scanner était non seulement plus précis mais offrait aussi une approche plus simple sans avoir besoin d'une formation extensive pour l'opérateur.

Avantages de l'Utilisation de Scanners 3D

Les scanners 3D ont plusieurs avantages par rapport aux méthodes traditionnelles :

  1. Précision : Le scanner fournit des mesures précises sans erreur humaine.
  2. Vitesse : Les mesures peuvent être prises rapidement, réduisant le temps nécessaire pour les évaluations.
  3. Non-invasivité : Le scan ne nécessite pas de substances injectées ou de procédures complexes.
  4. Cohérence : Les résultats restent stables peu importe qui utilise le scanner.

Ces avantages font des scanners 3D un outil prometteur pour mesurer les volumes tumoraux, surtout pour évaluer l’efficacité des nouvelles thérapies contre le cancer.

Meilleure Évaluation de l'Efficacité des Médicaments

Au fur et à mesure que l'étude avançait, les résultats ont montré que les médicaments ciblant les cellules cancéreuses pouvaient être évalués plus précisément en utilisant le scanner 3D. Quand les chercheurs ont comparé l'efficacité de différents traitements, le scanner fournissait des données qui mieux reflétaient les changements réels de la taille de la tumeur. Cela a assuré que toutes les affirmations concernant l’efficacité d'un traitement reposaient sur des preuves solides.

Directions Futures

L'équipe prévoit de continuer ses recherches sur l'utilisation de la technologie de scan 3D dans la recherche sur le cancer. Ils croient qu'adopter cette méthode dans plus d'études peut améliorer la qualité et la précision des données collectées, menant à de meilleurs résultats pour les traitements du cancer.

Conclusion

En gros, utiliser un scanner 3D pour mesurer les tailles de tumeurs offre de nombreux avantages, y compris la précision, la rapidité et la cohérence. Cette méthode aide non seulement à évaluer l’efficacité de nouveaux médicaments mais réduit aussi la variabilité causée par des opérateurs différents. En intégrant le scan 3D dans les pratiques de recherche sur le cancer, les scientifiques peuvent finalement améliorer le développement de traitements plus efficaces.

Implications pour les Entreprises Pharmaceutiques

Pour les entreprises pharmaceutiques, maintenir des données de haute qualité pendant le développement de médicaments est crucial. L'adoption de la technologie de scan 3D peut rationaliser ce processus, garantissant que les mesures soient à la fois précises et reproductibles. Cette technologie pourrait bénéficier aux entreprises dans les secteurs de la chimie, de la fabrication et du contrôle (CMC) alors qu'elles s'efforcent de respecter des normes de qualité strictes.

Remarques Finales

Les résultats de cette étude mettent en lumière le potentiel significatif de la technologie de scan 3D dans la recherche médicale, en particulier dans le domaine de l'oncologie. En s'éloignant des méthodes traditionnelles qui ont une variabilité inhérente, les chercheurs peuvent s’assurer que leurs découvertes sont fiables, favorisant des avancées dans les stratégies de traitement du cancer. L'avenir du développement de médicaments contre le cancer pourrait bien dépendre de l'intégration réussie de ces technologies innovantes dans la pratique quotidienne.

Source originale

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

Résumé: 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.

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

Dernière mise à jour: 2024-05-10 00:00:00

Langue: English

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

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

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

Changements: Ce résumé a été créé avec l'aide de l'IA et peut contenir des inexactitudes. Pour obtenir des informations précises, veuillez vous référer aux documents sources originaux dont les liens figurent ici.

Merci à biorxiv pour l'utilisation de son interopérabilité en libre accès.

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