Астрономы, изучающие космос, могут помочь в борьбе с раком молочной железы

Большая часть астрономии зависит от анализа света — учёные изучают свет, рассеянный, поглощённый и повторно испущенный в облаках газа и пыли, чтобы получить информацию об их составе.

Но именно свет поможет помочь научным сотрудникам активнее бороться с онкологическими заболеваниями у человека. Несмотря на огромные различия в масштабе, процессы, которым подвергается свет при прохождении через человеческое тело, это очень похоже на то, что наблюдается в космосе, и когда что-то идёт не так — когда ткань становится злокачественной — это изменение должно проявиться.

Ранняя диагностика является ключевой: 90 процентов женщин, диагностированных на самой ранней стадии, выживают в течение не менее пяти лет, по сравнению с 15 процентами женщин, у которых диагностирована самая поздняя стадия. Рак создает крошечные отложения кальция в молочных железах, обнаруживаемые путём изменения длины волны света при его прохождении через ткани — команда из университета Эксетер поняла, что компьютерные коды, разработанные для изучения образования звёзд и планет, могут применяться для поиска этих отложений.

Научный сотрудник Чарли Джейнс из Университета Эксетера в Англии сказал о том, что свет имеет фундаментальное значение для различных медицинских достижений, таких как измерение оксигенации крови у недоношенных детей или обработка пятен лазерами.

Работая с учёным-медиком профессором Ником Стоуном, команда дорабатывает компьютерные модели, чтобы лучше понять, как на человеческий организм влияет обнаруженный свет. В конечном итоге они планируют разработать быстрый диагностический тест, который позволит избежать ненужных биопсий, улучшая перспективы выживания для тысяч женщин. Уже проводится работа с клиницистами Британии, чтобы опробовать технологию и подготовить почву для более крупных клинических испытаний.

Во втором проекте команда университета использует компьютерные модели для потенциального нового лечения немеланомного рака кожи — это наиболее распространённый тип рака. Ожидается, что к 2020 году лишь в одной Англии в разы повысится количество больных данным смертельным недугом.

В сотрудничестве с профессором Элисон Курнов из Медицинской школы Университета Эксетера, учёные используют свой код для создания моделируемой «виртуальной лаборатории» для изучения лечения рака кожи. Двусторонняя атака направлена ​​на лекарственные средства, активируемые светом (фотодинамическая терапия) и наночастицы, нагретые светом (фототермическая терапия). 

Моделирование показывает, как наночастицы золота в виртуальной опухоли молочной железы нагреваются под воздействием инфракрасного света. Через одну секунду облучения опухоль нагревается на 3 градуса Цельсия. Через 10 минут ту же опухоль нагревают на 20 градусов — достаточно, чтобы убить её клетки. До сих пор фототермическая терапия с наночастицами была эффективной у крыс, но с помощью кода команды, чтобы сузить экспериментальные условия, они работают над переводом технологии для людей. 

Следующие шаги включают использование моделей трёхмерной визуализации, взятых из изображений реальных опухолей, и моделирование их реакции на различные режимы лечения.  Существуют данные о том, как эти опухоли отреагировали на лечение, и, по словам исследователей, дают отличные «основополагающие данные», с которыми можно сравнивать модели. 

Таким образом, команда сможет предсказать, будут ли различные виды лечения более эффективными для конкретного типа опухоли, и даст ли клиницистам больше возможностей при выборе плана лечения.