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Personalized Cancer Therapy by Model-based Optimal Robust Control Algorithm

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Une approche plus personnalisée pour apprivoiser le cancer

Un nouveau modèle de tumeur mathématique représente un changement radical dans le traitement, faisant progresser un modèle de référence vieux de plus de 20 ans.

Santé

Et si les mathématiques pouvaient apporter la réponse au traitement du cancer? C’est ce que le projet Tamed Cancer, financé par l’UE, tente de découvrir. Le projet utilise la modélisation mathématique pour développer des thérapies personnalisées contre le cancer. «Les mathématiques nous permettent de calculer les doses optimales de médicaments, ce qui nous permet de développer une thérapie et un traitement adaptés aux besoins uniques de chaque patient», explique Levente Kovács, professeur à l’Université Óbuda, principale partenaire du projet. «Ce travail représente une nouvelle approche de la thérapie tumorale — une approche qui vise à enfin dompter le cancer.»

Amélioration de la qualité de vie et de l’espérance de vie

Si nous souhaitons optimiser les thérapies, nous devons disposer d’un modèle de croissance tumorale fiable comme base de travail. C’est pourquoi la première étape de ce projet soutenu par le Conseil européen de la recherche a consisté à utiliser une variété de modèles mathématiques pour créer un modèle de croissance tumorale capable de montrer comment un médicament particulier influe sur la croissance tumorale. «Nous avons construit ce modèle en convertissant nos connaissances sur la croissance tumorale en équations mathématiques», explique Levente Kovács. Après avoir validé les équations via des expériences sur des souris, les chercheurs se sont ensuite tournés vers le développement de traitements et de thérapies optimisés. À l’origine, l’équipe prévoyait d’utiliser une thérapie antiangiogénique, une approche qui vise à ralentir la croissance de la tumeur en l’empêchant de développer ses propres vaisseaux sanguins. Cependant, les recherches initiales ont indiqué que l’inhibiteur angiogénique ne faisait que diminuer la vitesse de croissance, pas le volume. En conséquence, les chercheurs ont choisi d’utiliser un agent chimiothérapeutique, qui diminue le volume de la tumeur. Ils ont ensuite validé leur concept en utilisant des expériences animales sûres. «En traitant des souris avec de petites doses de chimiothérapie ciblée, nous avons obtenu de bien meilleurs résultats que ce que permet le protocole générique actuellement utilisé en médecine», remarque Levente Kovács. «En d’autres termes, l’utilisation d’une approche personnalisée et basée sur un modèle pour traiter le cancer a entraîné une augmentation considérable de la qualité de vie et de l’espérance de vie des souris.»

Un changement radical dans le traitement du cancer

Selon Levente Kovács, le modèle de tumeur mathématique validé par le projet représente un changement radical dans le traitement du cancer — la mise à jour du modèle de référence vieux de plus de deux décennies actuellement utilisé. L’équipe du projet travaille actuellement à étendre son modèle mathématique et ses algorithmes de médicaments pour les appliquer aux êtres humains. «Notre objectif est de développer un algorithme de génération de dosage personnalisé et optimal et de prouver son utilisation dans la pratique», conclut Levente Kovács. «Nous pensons qu’un tel protocole personnalisé peut être utilisé efficacement pour traiter les patients atteints de cancer en utilisant des doses plus faibles, ce qui entraîne moins d’effets secondaires, des coûts réduits et de meilleurs résultats.» L’équipe du projet espère obtenir une subvention de preuve de concept dans un proche avenir, qui sera utilisée pour soutenir la recherche sur l’applicabilité humaine. Le projet a également fondé le Comité des systèmes techniques cyber-médicaux, intégré à l’IEEE, l’une des plus grandes associations d’ingénieurs au monde. Le comité a déjà organisé plusieurs sessions spéciales et publié plus de 100 articles scientifiques sur les travaux du projet.

Mots‑clés

Tamed Cancer, cancer, traitement du cancer, mathématiques, modélisation mathématique, tumeur, chimiothérapie

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