Progresso nella Misura delle Dimensioni dei Tumori Usando Scanner 3D
La tecnologia di scansione 3D migliora l'accuratezza nella misurazione dei tumori nella ricerca sul cancro.
― 6 leggere min
Indice
- Modelli di Xenotrapianto
- Misurare la Dimensione del Tumore
- Tecniche di Misurazione Ottica
- Problemi con i Metodi Tradizionali
- Introduzione degli Scanner 3D
- Panoramica dello Studio
- Metodo
- Risultati
- Analisi del Volume del Tumore
- Monitoraggio della Retrazione del Tumore
- Confronto dei Metodi di Misurazione
- Vantaggi dell'Utilizzo degli Scanner 3D
- Migliore Valutazione dell'Efficacia dei Farmaci
- Direzioni Future
- Conclusione
- Implicazioni per le Aziende Farmaceutiche
- Osservazioni Conclusive
- Fonte originale
- Link di riferimento
Testare nuovi farmaci contro il cancro è fondamentale per assicurarci che funzionino bene prima di usarli sui pazienti. Un metodo comune è utilizzare topi speciali che hanno ricevuto cellule tumorali umane impiantate. Questi topi possono aiutare gli scienziati a capire quanto bene funzionano i nuovi farmaci in un corpo vivo.
Modelli di Xenotrapianto
Un modello di xenotrapianto è quando si inseriscono cellule tumorali umane nei topi che non hanno un sistema immunitario forte. Questo permette alle cellule umane di crescere senza essere attaccate dal sistema immunitario del topo. I dottori possono quindi iniettare farmaci in questi topi e osservare come reagiscono i Tumori. La crescita o la riduzione del tumore può essere vista e misurata dall'esterno del topo.
Misurare la Dimensione del Tumore
Quando gli scienziati vogliono misurare le dimensioni dei tumori in questi topi, usano spesso qualcosa chiamato calibro. I calibri sono strumenti che aiutano a misurare le distanze. Dopo aver iniettato una linea cellulare tumorale nei topi e lasciandola crescere, i ricercatori possono usare i calibri per misurare i lati più lunghi e più corti del tumore. Questo dà loro un'idea del volume del tumore. Tuttavia, i tumori possono avere forme irregolari, rendendo difficile fare misurazioni precise. Ogni scienziato può misurare in modo diverso, portando a risultati variabili.
Tecniche di Misurazione Ottica
Negli ultimi anni, i ricercatori hanno iniziato a usare la luce per misurare i tumori. Usano tumori speciali che brillano quando vengono esposti a certe sostanze chimiche. Iniettando queste sostanze nei topi e usando telecamere per catturare la luce, gli scienziati possono anche misurare la dimensione del tumore. Tuttavia, questo metodo ha le sue sfide. I tessuti nel corpo bloccano parte della luce, rendendo difficile ottenere letture accurate, soprattutto quando i tumori diventano grandi.
Problemi con i Metodi Tradizionali
Sia i calibri che i metodi ottici hanno dei punti deboli. I calibri richiedono maneggiamento attento e pratica per assicurare misurazioni coerenti tra diversi scienziati. I metodi ottici richiedono formazione per somministrare correttamente i farmaci e possono comportare procedure complicate. Entrambi i metodi possono portare a risultati inaccurati a causa di errori umani.
Introduzione degli Scanner 3D
Per affrontare questi problemi, i ricercatori stanno esplorando la tecnologia di scansione 3D. Uno scanner 3D può misurare rapidamente e accuratamente le dimensioni di un tumore senza le complicazioni dei calibri o dei metodi ottici. Fornisce misurazioni dirette senza la necessità di stime umane, riducendo così la variabilità.
Panoramica dello Studio
In uno studio recente, i ricercatori hanno usato uno scanner 3D portatile per misurare i tumori nei topi con cellule tumorali umane impiantate. Hanno confrontato questo metodo con le misurazioni tradizionali dei calibri e le tecniche di Imaging Ottico. L'obiettivo era determinare quale metodo fornisse risultati più accurati e coerenti.
Metodo
I ricercatori hanno iniettato cellule tumorali speciali dello stomaco umano sui lati dei topi. Dopo aver lasciato crescere i tumori, hanno usato i calibri e lo scanner 3D per misurare le dimensioni dei tumori. Hanno anche monitorato i tumori usando il metodo di imaging ottico. Diversi scienziati hanno fatto le misurazioni per vedere quanto fossero coerenti i risultati.
Risultati
I ricercatori hanno trovato una forte corrispondenza tra le misurazioni dello scanner 3D e dei calibri, dimostrando che lo scanner poteva misurare accuratamente le dimensioni dei tumori. Tuttavia, quando diversi scienziati usavano i calibri, i risultati erano molto più variabili.
Lo scanner 3D ha mostrato un'ancora migliore coerenza rispetto ai calibri tra vari operatori. Questo indicava che lo scanner poteva ridurre significativamente le differenze nelle misurazioni che di solito derivano dagli errori umani.
Analisi del Volume del Tumore
Confrontando i risultati, lo scanner 3D ha mostrato un chiaro vantaggio. Mentre le misurazioni dei calibri variavano spesso notevolmente tra gli operatori, lo scanner forniva costantemente risultati simili indipendentemente da chi misurava. Questa maggiore affidabilità significa che lo scanner 3D può essere uno strumento migliore per valutare i trattamenti contro il cancro.
Monitoraggio della Retrazione del Tumore
Oltre a misurare le dimensioni iniziali dei tumori, lo scanner è stato utilizzato anche per monitorare come i tumori cambiassero nel tempo dopo il trattamento. Man mano che i tumori si riducevano, lo scanner rilevava questi cambiamenti molto più accuratamente rispetto ai calibri. Questa capacità di monitorare da vicino la regressione dei tumori è cruciale per valutare l'efficacia delle nuove terapie contro il cancro.
Confronto dei Metodi di Misurazione
I ricercatori hanno condotto ulteriori confronti tra lo scanner 3D, calibri e imaging ottico per capire i loro punti di forza e debolezza. Hanno scoperto che lo scanner non è solo più preciso, ma offre anche un approccio più semplice senza la necessità di una formazione approfondita degli operatori.
Vantaggi dell'Utilizzo degli Scanner 3D
Gli scanner 3D hanno diversi vantaggi rispetto ai metodi tradizionali:
- Accuratezza: Lo scanner fornisce misurazioni precise senza errori umani.
- Velocità: Le misurazioni possono essere effettuate rapidamente, riducendo il tempo necessario per le valutazioni.
- Non invasività: La scansione non richiede sostanze iniettate o procedure complesse.
- Coerenza: I risultati rimangono stabili indipendentemente da chi usa lo scanner.
Questi benefici rendono gli scanner 3D uno strumento promettente per misurare i volumi dei tumori, specialmente per valutare l'efficacia delle nuove terapie contro il cancro.
Migliore Valutazione dell'Efficacia dei Farmaci
Con il progredire dello studio, i risultati hanno mostrato che i farmaci che mirano alle cellule tumorali possono essere valutati più accuratamente utilizzando lo scanner 3D. Quando i ricercatori hanno confrontato l'efficacia di diversi trattamenti, lo scanner ha fornito dati che riflettevano meglio i cambiamenti reali nella dimensione del tumore. Questo ha garantito che eventuali affermazioni sull'efficacia di un trattamento fossero basate su evidenze solide.
Direzioni Future
Il team ha intenzione di continuare a ricercare l'uso della tecnologia di scansione 3D nella ricerca sul cancro. Credono che adottare questo metodo in più studi possa migliorare la qualità e l'accuratezza dei dati raccolti, portando a risultati migliori per i trattamenti contro il cancro.
Conclusione
In sintesi, utilizzare uno scanner 3D per misurare le dimensioni dei tumori offre numerosi vantaggi, tra cui precisione, velocità e coerenza. Questo metodo non solo aiuta a valutare l'efficacia di nuovi farmaci ma riduce anche la variabilità causata da diversi operatori. Incorporando la scansione 3D nelle pratiche di ricerca sul cancro, gli scienziati possono alla fine migliorare lo sviluppo di trattamenti più efficaci.
Implicazioni per le Aziende Farmaceutiche
Per le aziende farmaceutiche, mantenere dati di alta qualità durante lo sviluppo dei farmaci è cruciale. L'adozione della tecnologia di scansione 3D può semplificare questo processo, garantendo che le misurazioni siano sia accurate che riproducibili. Questa tecnologia potrebbe beneficiare le aziende nei settori chimico, di produzione e controllo (CMC) mentre cercano di soddisfare standard di qualità rigorosi.
Osservazioni Conclusive
I risultati di questo studio evidenziano il potenziale significativo della tecnologia di scansione 3D nella ricerca medica, in particolare nel campo dell'oncologia. Allontanandosi dai metodi tradizionali che hanno variabilità intrinseca, i ricercatori possono garantire che le loro scoperte siano affidabili, favorendo progressi nelle strategie di trattamento del cancro. Il futuro dello sviluppo di farmaci contro il cancro potrebbe dipendere dall'integrazione riuscita di tecnologie innovative nella pratica quotidiana.
Titolo: Robust and accurate method for measuring tumor volume using optical 3D scanning for nonclinical in vivo efficacy study
Estratto: 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.
Autori: Takuma Kobayashi, M. Katsumata, Y. Nakamura, Y. Terado, H. Araki, E. Maeda
Ultimo aggiornamento: 2024-05-10 00:00:00
Lingua: English
URL di origine: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.05.07.592924
Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.05.07.592924.full.pdf
Licenza: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
Modifiche: Questa sintesi è stata creata con l'assistenza di AI e potrebbe presentare delle imprecisioni. Per informazioni accurate, consultare i documenti originali collegati qui.
Si ringrazia biorxiv per l'utilizzo della sua interoperabilità ad accesso aperto.