BioDynaMo hilft bei der Bekämpfung von Krebs

Ein Tumor vor der Behandlung (links) und in einem frühen Behandlungsstadium (rechts).(Credits: Image: adapted from T. Duswald et al., Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering, 2024)
Ein Tumor vor der Behandlung (links) und in einem frühen Behandlungsstadium (rechts).(Credits: Image: adapted from T. Duswald et al., Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering, 2024)

Die Wahl der richtigen Krebsbehandlung ist einen schwieriges Unterfangen mit mehreren Stadien, hoher experimenteller Komplexität und signifikanten Kosten. Derzeit werden zwei Hauptmethoden verwendet, um die bestmöglichen Behandlungen zu finden: In-Vitro-Tests und klinische Studien. Allerdings bleibt die individuelle Vorhersage der Medikamenteneffekte für jeden einzelnen Patienten der Heilige Gral der personalisierten Medizin.

BioDynaMo gingt aus dem CERN Openlab am CERN IT Department hervor und ist ein innovatives Werkzeug für “In-Silico”-Tests, also Experimente, die auf einem Computer durchgeführt werden. Basierend auf mathematischen Modellen erschafft BioDynaMo komplexe 3D-Computersimulationen, die dabei helfen, die Krebsentwicklung zu verstehen und die effektivsten Behandlungsstrategien für spezifische Tumorfälle zu identifizieren.

In einer neuen wissenschaftlichen Veröffentlichung demonstrierten Forscher des CERN, der Technischen Universität München und der University of Texas in Austin das signifikante Potenzial der Verbesserung medizinischer Therapien mit der Hilfe von BioDynaMo. Das Modell repliziert erfolgreich medizinische Daten über aufgezeichnetes Tumorwachstum und die Auswirkungen zweier Antikrebsmedikamente, Doxorubicin und Trastuzumab. Indem sie die BioDynaMo-Modelle auf die verfügbaren präklinischen Daten anwandten, belegten die Wissenschaftler die Fähigkeit der Plattform zur Simulation verschiedener Effizienzgrade von unterschiedlichen Medikamenten, Behandlungskombinationen und Dosierungsregime.

BioDynaMo ist ein Open-Source-Projekt, das bestrebt ist, die effizienteste und performanteste Simulationsplattform für agentenbasierte Modellierung bereitzustellen. Es umfasst eine breite Vielfalt an Anwendungsfällen und kann Forschungsfragen in den Bereichen Onkologie, Neurowissenschaft, Epidemiologie und vielen weiteren Fachbereichen angehen. Mit seiner Fähigkeit, fast zwei Milliarden Agenten (oder Zellen) zu simulieren, ist BioDynaMo ein leistungsfähiges Hilfsmittel für die Analyse vieler verschiedener komplexer Systeme. Seit 2015 hat das BioDynaMo-Konsortium an der Entwicklung und Optimierung des Modells gearbeitet und seine Leistungsfähigkeit und Benutzerfreundlichkeit verbessert.

Die Gründung von BioDynaMo wurde mit der Unterstützung des CERN finanziert und das Projekt wird auch weiterhin von der CERN and Society Foundation gefördert.

Quelle

(THK)

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