Computational determination of the optimal dose of the cis-platinum to maximize the life time of patients diagnosed with cancer

• Autorzy: Kozlowska, Emilia , Puszynski, Krzysztof

Warianty tytułu

PL

Wyznaczanie optymalnej dawki cis-platyny w celu maksymalizacji czasu życia pacjentów ze zdiagnozowanym nowotworem

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In this work, we present the results of our study over the expected lifetime of the patients diagnosed with relapsed squamous cell lung cancer (SCC) treated by cis-platinum. We developed the mathematical model which consist of cells sensitive and resistant to cis-platinum. The performed simulations suggest that the best strategy to prolong the patient lifetime after diagnosis is to keep the sensitive cells subpopulation at the constant level instead of killing all of them.

PL

W niniejszej pracy przedstawiamy wyniki naszych badań nad przewidywanym czasem życia pacjentów ze zdiagnozowanym nawrotowym rakiem płaskonabłonkowym płuc, który jest podtypem niedrobnokomórkowego raka płuc, leczonych cis-platyną. Opracowaliśmy model matematyczny składający się z komórek wrażliwych i odpornych na cis-platynę. Przeprowadzone symulacje sugerują, że najlepszą strategię przedłużenia czasu życia pacjentów jest utrzymanie subpopulacji komórek wrażliwych na stałym poziomie zamiast doprowadzania do śmierci ich wszystkich.

Słowa kluczowe

PL

optymalizacja terapii; cisplatyna; wzrost nowotworów; odporność na lek

EN

therapy optimization; cis-platinum; cancer growth; resistance to the drug

• Czasopismo: Mathematica Applicanda
• Rocznik: 2019
• Tom: Vol. 47, no. 2
• Strony: 187--196
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., fot., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Kozlowska, Emilia

• Silesian Univeristy of Technology, Institute of Automatic Control, Akademicka 16, Gliwice, Poland,

autor

Puszynski, Krzysztof

• Silesian University of Technology, Faculty of Automatic Control, Electronics and Computer Science, Akademicka 16, Gliwice 44-100, Poland,

Bibliografia

• [1] P. Bajger and M. Bodzioch. Hahnfeldt's et al. model adapted for heterogenous tumours. In K. Lewandowska and T. Kosztołowicz, editors, Proceedings of the Twenty Second National Conference Applications of Mathematics in Biology and Medicine, page 13-18. Wydawnictwo Uniwersytetu Jana Kochanowskiego w Kielcach, Sep 2016. Cited on p. 187.
• [2] P. Bajger and M. Bodzioch. Log-kill chemotherapy response versus the norton-simon hypothesis. In U. Foryś and J. Śmieja, editors, Proceedings of the XXIII National Conference Applications of Mathematics in Biology and Medicine, page 9-14. Politechnika Śląska, Uniwersytet Warszawski, Sep 2017. Cited on p. 188.
• [3] P. Bajger, M. Bodzioch, and U. Foryś. Role of cell competition in acquired chemotherapy resistance. In J. Vigo-Aguiar, editor, Proceedings of the 16th International Conference on Computational and Mathematical Methods in Science and Engineering, page 132-141, Costa Ballena (Rota), Cadiz, Spain, Jul 2016. Cited on p. 187.
• [4] M. P. Barr, S. G. Gray, A. C. Hoffmann, R. A. Hilger, J. Thomale, J. D. O'Flaherty, D. A. Fennell, D. Richard, J. J. O'Leary, and K. J. O'Byrne. Generation and characterisation of cisplatin-resistant nonsmall cell lung cancer cell lines displaying a stem-like signature. PLoS One, 8(1:e54193):1-20, 2013. doi: 10.1371/journal.pone.0054193. PMID: 23349823 [PubMed]. Cited on p. 188.
• [5] G. Duan, Q. Tang, H. Yan, L. Xie, Y. Wang, X. E. Zheng, Y. Zhuge, S. Shen, B. Zhang, X. Zhang, J.Wang, W.Wang, and X. Zou. A strategy to delay the development of cisplatin resistance by maintaining a certain amount of cisplatin-sensitive cells. Scientific Reports, 7(Article number: 432 (2017)):2045-2322, 2017. URL 10.1038/s41598-017-00422-2. PMID: 28050134 [PubMed]. Cited on p. 188.
• [6] H. Enderling and M. A. J. Chaplain. Mathematical modeling of tumor growth and treatment. Current Pharmaceutical Design, 20 (30):4934-4940, 2014. ISSN 1381-6128. URL https://www.ingentaconnect.com/content/ben/cpd/2014/00000020/00000030/art00017. PMID: 24283955 [PubMed]. Cited on p. 187.
• [7] G. Goss and E. Tsvetkova. Drug resistance and its significance for treatment decisions in non-small-cell lung cancer. Current Oncology, 19 (0): 45-51, 2012. ISSN 1718-7729. doi: 10.3747/co.19.1113. PMID: 22787410 [PubMed]. Cited on p. 188.
• [8] H. Haeno, M. Gonen, M. Davis, J. Herman, C. Iacobuzio-Donahue, and F. Michor. Computational modeling of pancreatic cancer reveals kinetics of metastasis suggesting optimum treatment strategies. Cell, 148 (1-2):362-375, 2012. doi: 10.1016/j.cell.2011.11.060. PMID: 22265421 [PubMed]. Cited on p. 187.
• [9] E. Kolokotroni, D. Dionysiou, C. Veith, Y.-J. Kim, J. Sabczynski, A. Franz, A. Grgic, J. Palm, R. M. Bohle, and G. Stamatakos. In Silico Oncology: Quantification of the in vivo antitumor efficacy of cisplatin-based doublet therapy in non-small cell lung cancer (nsclc) through a multiscale mechanistic model. PLoS Comput Biol., Sep 22 (9:e1005093):1-43, 2016. doi: 10.1371/journal.pcbi.1005093. PMID: 27657742 [PubMed]. Cited on p. 189.
• [10] H. C. Monro and E. A. Gaffney. Modelling chemotherapy resistance in palliation and failed cure. Journal of Theoretical Biology, 257 (2):292-302, 2009. ISSN 0022-5193. doi: https://doi.org/10.1016/j.jtbi.2008.12.006. PMID: 19135065 [PubMed]. Cited on pp. 187 and 189.
• [11] E. Moreno. Is cell competition relevant to cancer? Nature Reviews Cancer, 8 (2):141-147, 2008. doi: 10.1038/nrc2252. PMID: : 18185517 [PubMed]. Cited on p. 190.
• [12] C. A. Rabik and M. E. Dolan. Molecular mechanisms of resistance and toxicity associated with platinating agents. Cancer Treatment Reviews, 33 (1):9-23, 2007. ISSN 1718-7729. doi: 10.1016/j.ctrv.2006.09.006. PMID: 17084534 [PubMed]. Cited on p. 188.
• [13] V. Sosa Iglesias, L. Giuranno, L. J. Dubois, J. Theys, and M. Vooijs. Drug resistance in non-small cell lung cancer: A potential for notch targeting? Frontiers in Oncology, 8:267, 2018. ISSN 2234-943X. doi: 10.3389/fonc.2018.00267. PMID: 30087852 [PubMed]. Cited on p. 187.
• [14] V. Sosa Iglesias, L. Giuranno, L. J. Dubois, J. Theys, and M. Vooijs. Drug resistance in non-small cell lung cancer: A potential for notch targeting? Frontiers in Oncology, 8:267, 2018. ISSN 2234-943X. doi: 10.3389/fonc.2018.00267. PMID: 30087852 [PubMed]. Cited on pp. 188 and 190.
• [15] M. Valdes, G. Nicholas, G. Goss, and P. Wheatley-Price. Chemotherapy in recurrent advanced non-small-cell lung cancer after adjuvant chemotherapy. Current Oncology, 23 (6):386-390, 2016. ISSN 1718-7729. doi: 10.3747/co.23.3191. PMID: 28050134 [PubMed]. Cited on p. 188.
• [16] G. Weber. Principles of molecular cancer treatment. In G. Weber, editor, Molecular Therapies of Cancer. Springer International Publishing, 2015. ISBN 978-3-319-13277-8; On-line 978-3-319-13278-5. doi: https://doi.org/10.1007/978-3-319-13278-5_1. Cited on p. 189.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2020).

Identyfikatory

DOI

10.14708/ma.v47i2.6485