МОСКВА, 13 января, ДВ-РОСС. Сотрудники Физического института им. П.Н. Лебедева РАН (ФИАН) создали физико-математическую модель злокачественной опухоли, с помощью которой можно прогнозировать её реакцию на терапевтическое воздействие.

На рост раковой опухоли влияет очень много факторов. В своей модели учёные ФИАН учли некоторые её особенности развития. Прежде всего, они приняли во внимание тот факт, что со временем питательных веществ, окружающих опухоль, становится меньше, и достаются они уже в основном тем клеткам, которые находятся снаружи. Согласно модели ведущего научного сотрудника ФИАН доктора физико-математических наук Андрея Полежаева и старшего научного сотрудника кандидата физико-математических наук Андрея Колобова, по мере увеличения недостатка питательных веществ опухоль превращается в структуру, у которой активные клетки находятся на периферии, а в центре – неактивные, находящиеся на грани гибели. Такая модель предполагает, что, начиная с некоторого момента, скорость роста опухоли уменьшается, а её характерный размер растёт не экспоненциально, как предполагалось ранее, а линейно.

— Модель построена на основе медико-биологических принципов жизни системы, оттолкнувшись от которых, мы пустили в ход математику и физику. То есть мы не пытались симулировать какие-то экспериментальные данные, а наоборот, постарались предсказать их, взяв за основу биологические принципы. И у нас это получилось, – рассказывает Андрей Колобов.

Вторым учтённым фактором стала подвижность клеток в объёме живой ткани. Дело в том, что на кубический сантиметр живой ткани может приходиться в среднем около 106-108 опухолевых клеток (в зависимости от их природы, места расположения и т.д.). После определённого числа их делений плотность клеток возрастает, пока не достигнет некоей величины, начиная с которой они начинают выталкиваться к периферии опухолевой структуры и за её пределы, то есть они «расползаются». Как выяснили физики, сообщает www.nkj.ru, такое поведение опухолевых клеток очень схоже с гидродинамикой несжимаемой жидкости, что отражено в модели.

— С помощью нашей модели можно определить, насколько далеко могли разбежаться опасные клетки, насколько велика вероятность их метастазирования, и сделать прогноз эффективности того или иного препарата, – комментирует Андрей Колобов.

Третий важный момент, предусмотренный в модели, – это усиленный рост сосудов, питающих опухоль. Если помешать этому процессу, разрастание самой опухоли будет приостановлено. Как это лучше всего сделать, может подсказать модель. (Отметим, что в лабораториях мира уже разработаны новые противоопухолевые препараты, чьё действие направлено именно на перекрытие путей доставки крови к новообразованию).

Адекватность своей модели физики ФИАНа проверяют на основе независимо проведенных экспериментов.

— Сейчас существует довольно большой набор экспериментальных методик и инструментов, который позволил бы определить практически все свободные параметры, имеющиеся в нашей модели. Но, к сожалению, они довольно дорогостоящи. А в российских лабораториях техника чаще всего закупается под лечение, а не для исследований. Это, безусловно, – тормозящий фактор. Но мы постоянно ищем партнёров для сотрудничества, помогают и зарубежные источники, из которых мы черпаем экспериментальные данные, – делится Андрей Полежаев.

В настоящее время в ФИАНе продолжают работать над моделью, вводят в неё всё новые и новые параметры, учитывающие глубинные процессы возникновения и разрастания опухоли.