Иммунотерапия активирует иммунные системы пациентов для распознавания и атаки раковых клеток, что приводит к более высоким, более целенаправленным показателям и меньшим побочным эффектам, чем химиотерапия, радиация и другие методы лечения. Хотя эта технология является значительным достижением в борьбе с раком, она работает только с некоторыми типами рака и только в определённой подгруппе пациентов с этими видами рака.
Математическая модель использует систему математических уравнений, основанных на законах физики и химии, для описания сложных биологических систем, участвующих в иммунотерапевтическом лечении и связанном с ним иммунном ответе. Часто иммунные клетки или лекарства, которые проникают в опухоль не могут быть измерены у пациентов. Математическое моделирование преодолевает это ограничение, обнаруживая способы, которыми они могут быть вычислены из других величин, которые могут быть измерены.
Хьюстонский методист доктор Чжихуэй Ван И Доктор Витторио Кристини с коллегами разработали эту модель для прогнозирования силы иммунного ответа, используя только те входные данные, которые уже измерены у онкологических больных. Эта модель создает основу для разработки индивидуальных стратегий лечения на пути к будущему персонализированной медицины.
Для проверки способности их модели точно и достоверно характеризовать специфическую силу типа рака к специфическому иммунотерапевтическому лечению были получены данные КТ или МРТ-сканирования опухолей до, во время и после иммунотерапии у 124 пациентов, получавших контрольную ингибиторную иммунотерапию в одном из четырех собственных клинических испытаний. Затем они были проанализированы с использованием модели для получения конкретных числовых показателей терапевтического ответа. Они обнаружили, что две модели производных показателей, могли быть объединены в одну меру, которая сильно коррелирует с долгосрочными опухолевой массы, обеспечивая тем самым уникальный численный счет силы реакции чувствительности раковых клеток к конкретному препарату. Эти результаты были дополнительно подтверждены данными еще 177 пациентов, получавших одну из наиболее распространенных иммунотерапий ингибиторами контрольных точек (анти-CTLA4 или монотерапию анти-PD1/PDL1).
Математическая модель может быть немедленно внедрена в клинике, без необходимости в новых технологиях, персонале или обширной подготовке. Кроме того, в настоящее время изучаются методы использования других клинических мер для повышения точности и точности модельных прогнозов, таких как данные образцов крови или биопсии опухоли.