Ученые разработали бесплатную компьютерную программу для картирования «ландшафта» кровотока в опухолях

Исследователи Johns Hopkins Medicine бесплатно создали компьютерную программу для ученых, которая позволяет пользователям легко количественно определять структурные и функциональные изменения в сетях кровотока, питающих опухоли.

В феврале исследователи опубликовали ссылку для загрузки новой программы под названием HemoSYS и сопроводительное руководство с инструкциями по ее использованию. 11 в научных отчетах.

«По сравнению с кровотоком в здоровых тканях, кровоток в опухоли ненормален, и эти аномалии можно зафиксировать с помощью новых методов визуализации. Поэтому мы создали свободно доступный набор инструментов под названием HemoSYS, который позволяет ученым количественно оценивать эти отклонения на основе данных изображений, полученных от опухолей у живых животных », – говорит Арвинд Патак, доктор философии.D., адъюнкт-профессор радиологии и биомедицинской инженерии в Медицинской школе Университета Джона Хопкинса и член Комплексного онкологического центра имени Джона Хопкинса Сидни Киммела.

«Изучение архитектуры кровеносных сосудов и динамики их потока в опухолях может дать представление о прогрессировании рака и метастазировании», – говорит Джанака Сенаратна, доктор философии.D., научный сотрудник лаборатории Патака и ведущий автор статьи. Такой подход может ускорить разработку новых методов лечения, нацеленных на кровеносные сосуды опухоли, чтобы ограничить поступление в нее питательных веществ и кислорода. HemoSYS может также привести к более эффективной доставке уже доступных лекарств путем картирования колебаний кровотока в сосудах, питающих опухоль.

Кровеносные сосуды опухоли – это жизненный путь для выживания и роста, обеспечивающий ее питательными веществами, а также путь для распространения опухолевых клеток в другие части тела. Однако эти сосуды часто растут нерегулярно и создают аномальный кровоток, что делает их огромным препятствием для эффективной доставки терапевтических средств.

«Аномальный кровоток затрудняет прогнозирование эффективности лечения, и если к опухоли будет доставлено недостаточное количество лекарства, рак может повториться или развить резистентность к лечению или вызвать опасные побочные эффекты», – говорит Патак.

Исследователи Джона Хопкинса предупреждают, что инструмент исследования еще не применим напрямую к опухолям человека. Но, говорит Патак, «по мере того, как наша способность получать изображения с высоким разрешением в клинике улучшается, мы надеемся, что этот инструмент можно будет адаптировать, чтобы обеспечить неинвазивный способ анализа колебаний кровотока при раке отдельного пациента и помочь настроить его терапию.”

Для разработки HemoSYS лаборатория Pathak Lab наняла биомедицинских инженеров и биофизиков для разработки точных и эффективных способов количественной оценки «многопараметрических» данных, состоящих из кровотока опухоли, объема крови и изображений оксигенации. Для сбора каждой из этих переменных данных от опухолей, имплантированных животным, использовался другой тип источника света.

«Обычно исследовательская лаборатория, изучающая эти системы кровеносных сосудов, должна обладать обширными знаниями в области обработки изображений, чтобы количественно оценить взаимосвязь между этими измерениями», – говорит Патак. “HemoSYS позволяет исследователям без каких-либо знаний в области программирования проводить анализ этих многопараметрических данных изображений.”

Программа HemoSYS использует фундаментальные инженерные принципы для анализа и интеграции различных видов данных, собранных с помощью различных методов визуализации.

«Эти данные позволяют ученым тщательно составить карту всего« гемодинамического ландшафта »изучаемой опухоли», – говорит Патак. Результатом является красочная, но информативная визуализация, которая показывает отношения между кровотоком, оксигенацией и опухолевыми клетками в ярких красных, синих и зеленых тонах.

«Система позволяет исследователям увидеть, что в опухоли может быть область с низким снабжением кислородом, вызванная плохим кровотоком, или увидеть, что в этой области мало кислорода, даже если в ней наблюдается повышенный объем крови», – говорит Патак.

Ученые и клиницисты могут загрузить инструментарий на сайте pathaklab.org / Hemosys. Патак и его команда также создали настраиваемую версию для тех, кто хочет адаптировать HemoSYS для своих собственных экспериментов или для данных, полученных с помощью других методов визуализации, таких как МРТ, ультразвук и динамическая компьютерная томография.

3 комментария к “Ученые разработали бесплатную компьютерную программу для картирования «ландшафта» кровотока в опухолях”

Оставьте комментарий