Neue mathematische 3D-Modelle entschlüsseln dynamische Prozesse bei Prostatakrebs und verbessern die Diagnostik

BerlinWissenschaftler der Universität Köln haben bedeutende Fortschritte in der Erforschung von Prostatakrebs erzielt, indem sie ein neues 3D-Mathematikmodell entwickelt haben. Dieses Modell liefert Erklärungen zu verschiedenen Aspekten der Krankheit, darunter das Tumorwachstum, genetische Veränderungen und die Interaktion unterschiedlicher Zellgruppen innerhalb eines Tumors. Diese Erkenntnisse erweitern nicht nur unser Wissen über Prostatakrebs, sondern könnten auch für die Untersuchung anderer Krebsarten nützlich sein.

Das Modell, geleitet von Dr. Yuri Tolkach und seinem Team, liefert bedeutende Erkenntnisse:

• Es legt nahe, dass aggressive Tumoren früh in ihrer Entwicklung wesentliche genetische Veränderungen benötigen.
• Die räumliche Verteilung von Subklonen beeinflusst diagnostische Verfahren wie Biopsien.
• In zukünftigen Versionen könnte die Wechselwirkung zwischen Tumoren und dem Immunsystem modelliert werden.

Tumoren werden oft erst spät entdeckt, oft Jahre nach ihrem Beginn, was es schwierig macht, ihre frühzeitige Entwicklung zu verstehen. Ein neues mathematisches Modell kann diese frühen Stadien simulieren und wichtige Veränderungen aufzeigen, die zu aggressiven Krebsarten führen. Prostatakrebs ist bei Männern die häufigste Krebsart und eignet sich gut für solche Studien. Obwohl er weit verbreitet ist, ist der Entstehungsprozess aggressiver Tumoren noch nicht gut erforscht.

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Neue Technologien wie die Next-Generation-Sequenzierung (NGS) liefern detaillierte Informationen über Tumore, sind jedoch kostspielig und komplex. Dieses Modell bietet eine einfachere und umfassendere Sichtweise, die gut mit diesen existierenden Methoden harmoniert. Durch die Erstellung einer drei-dimensionalen Simulation des Tumorwachstums behebt das Modell ein zentrales Problem älterer Modelle, die häufig die komplexen Strukturen, die Tumore bei ihrem Wachstum und ihrer Ausbreitung in umliegende Gebiete bilden, übersehen.

Diese Forschung hat praktische Vorteile, die über das akademische Studium hinausgehen. Ärzte können die Ergebnisse nutzen, um die Diagnose von Krankheiten zu verbessern und Behandlungen auf einzelne Patienten zuzuschneiden. Mit der Weiterentwicklung des Modells könnte es auch berücksichtigen, wie der Tumor mit dem Immunsystem interagiert, was seinen Nutzen in medizinischen Bereichen erhöht.

Die Kombination von mathematischen Modellen mit biologischem Wissen könnte neue Methoden zur Erforschung weiterer Krebsarten eröffnen. Sobald Wissenschaftler dieses Modell weiterentwickeln, könnte es zu einem wichtigen Werkzeug in der Krebsforschung werden, das uns dabei hilft, mehr über krebsartige Tumore zu erfahren und sie zu bekämpfen.