Ein Team von Forscherinnen und Forschern des IJCLab hat in Zusammenarbeit mit dem GHU Paris Saint-Anne ein mathematisches Modell entwickelt, das die Entwicklung von niedriggradigen Gliomen, einer Art von bösartigen Gehirntumoren, bei Patienten vorhersagen kann, die eine erste Strahlentherapie erhalten haben.
IJCLab und das GHU Paris Saint-Anne haben einen bedeutenden Schritt in Richtung einer besseren Behandlung niedriggradiger Gliome gemacht. Diese bösartigen Gehirntumoren, die sich durch langsames Wachstum und Beharrlichkeit auszeichnen, werden in der Regel chirurgisch entfernt. Dies ist jedoch nicht immer ausreichend, da oft isolierte Tumorzellen bereits in das Gehirn des Patienten eingedrungen sind.
Daher ist es notwendig, ergänzende klassische Behandlungen wie Chemotherapie oder Strahlentherapie anzuwenden. Nach diesen Sekundärbehandlungen wird der Tumorradius tatsächlich über einen sehr variablen Zeitraum, der sich von Patient zu Patient über mehrere Monate bis hin zu mehreren Jahren erstrecken kann, abnehmen. Am Ende nimmt jedoch das Tumorwachstum wieder zu und ein erneuter Eingriff wird erforderlich.
Die Herausforderung für die Ärzte besteht darin, die Nachbehandlung der Patienten so anzupassen, dass der Zeitpunkt, an dem der Tumor zurückkehrt, nicht verpasst wird. Um dieses Problem zu lösen, haben Stéphane Plaszczynski, Basile Grammaticos, Jean-Eric Campagne und Mathilde Badoual (IJCLab) sowie Johan Pallud (GHU Paris Saint-Anne) ihr Modell entwickelt.
Um den Zeitpunkt vorherzusagen, zu dem der Tumor nach der Strahlentherapie wieder zu wachsen beginnt, griffen die Forscher auf ein bereits existierendes Modell zurück, das die Migration und Proliferation von Tumorzellen einbezieht.
Anhand der von der Hôpital Paris Sainte-Anne gesammelten und geteilten Daten und der Kombination von fünf Schlüsselparametern (Alter des Tumors zum Zeitpunkt der Strahlentherapie, Diffusions- und Proliferationskoeffizienten sowie zwei Parameter im Zusammenhang mit dem Zelltod durch Bestrahlung) gelang es ihnen, die Wachstumsdaten und die Wirkung der Strahlentherapie von 43 Patienten nachzubilden.
Anschließend liefert das Modell anhand von nur drei Messungen des Tumorradius (vor, während und nach der Behandlung) in 75 % der Fälle eine korrekte Schätzung der Zeitspanne, in der der Tumor schrumpft, und eröffnet so Wege zu besser angepassten und damit wirksameren Strahlentherapie-Behandlungen.
Für Mathilde Badoual, die an dieser Arbeit am IJCLab beteiligt war, ist der Weg zu einem tiefen Verständnis der Entwicklung niedriggradiger Gliome jedoch noch lang: "
In den nächsten Jahren werden wir daran arbeiten, unsere Vorhersage zu verfeinern, indem wir eine phänomenologische Korrelation zwischen den Parametern nutzen. Darüber hinaus möchten wir unsere Vorhersagen auch auf Patienten außerhalb unserer Datenbank anwenden. Schließlich gilt es zu beachten, dass unser Modell nur für Tumoren gilt, die ausschließlich mit Strahlentherapie behandelt wurden, während eine zunehmende Zahl von Patienten gleichzeitig mit Strahlen- und Chemotherapie behandelt wird. Daher beabsichtigen wir, unsere Studie mit Patienten fortzusetzen, die dieser Doppelbehandlung unterzogen wurden."