Opis projektu
Uśpienie raka na chipie
Postępy w terapiach celowanych i immunoterapiach dają nadzieję na poprawę skuteczności leczenia raka. Jednak nie wszyscy pacjenci reagują na nie pozytywnie: często występuje problem oporności na leki, a u wielu osób dochodzi do nawrotu choroby z powodu obecności uśpionych komórek nowotworowych. Nie wiadomo do końca, co reaktywuje uśpione komórki nowotworowe i powoduje ich przerzuty z pierwotnego miejsca. Finansowany przez ERBN projekt DORMATRIX bazuje na rewolucyjnej koncepcji, zgodnie z którą wybudzanie komórek nowotworowych jest powiązane przez złożoną dynamikę i komunikację ze środowiskiem. Naukowcy chcą odtworzyć stan uśpienia raka piersi w urządzeniach typu „guz na chipie”. Zaawansowane obrazowanie 3D i modele in silico pozwolą przewidzieć dynamikę uśpienia, co utoruje drogę stworzeniu terapii opóźniających przerzuty lub im zapobiegającym.
Cel
Cancer dormancy and the trigger to transition to active metastatic growth is a big open question. Current in vivo models focus on niche-specific cell and molecular mechanisms, ignoring biophysical aspects. Dormancy evolves with complex spatio-temporal dynamics; yet, there is a knowledge gap in the understanding of the heterogeneity of the units, and the dynamics of their interaction and evolution. Emergence occurs when a critical mass of units synergistically communicates giving rise to a new macro-level organization, with properties greater than the sum of the units. Engineering emergent phenomena in biological systems is a big research challenge as they originate from multiscale communication.
In DORMATRIX, I propose a radically new view. I hypothesize that the balance between cancer dormancy and “awakening” is a collective emergent phenomenon, whereby a critical mass of micro-units communicates with each other and the environment in order to transition to metastatic growth. The main objective of DORMATRIX is to engineer breast cancer (BC) dormancy as a collective emergent phenomenon using biomaterials-based dormancy-on-a-chip devices.
My previous data shows that we can (i) apply biophysical cues to control BC proliferation and (ii) visualize in vivo early BC bone metastasis. I will now address this outstanding challenge with a multidisciplinary approach and 1) apply biophysical principles with novel biomaterials to model in vitro cancer micro-units, 2) develop advanced 3D imaging to visualize collective cancer dormancy and bone microdamage, 3) develop in silico models based on evolutionary game theory to predict the dynamics, and 4) prove my hypothesis with dormancy-on-a-chip devices. Understanding the critical mass and multiscale communication required for emergent phenomena will enable the development of novel therapies to delay or prevent metastasis. The resulting technology for engineering emergent phenomena will spark research on other biological systems.
Dziedzina nauki (EuroSciVoc)
Klasyfikacja projektów w serwisie CORDIS opiera się na wielojęzycznej taksonomii EuroSciVoc, obejmującej wszystkie dziedziny nauki, w oparciu o półautomatyczny proces bazujący na technikach przetwarzania języka naturalnego. Klasyfikacja tego projektu została potwierdzona przez zespół projektowy.
Klasyfikacja projektów w serwisie CORDIS opiera się na wielojęzycznej taksonomii EuroSciVoc, obejmującej wszystkie dziedziny nauki, w oparciu o półautomatyczny proces bazujący na technikach przetwarzania języka naturalnego. Klasyfikacja tego projektu została potwierdzona przez zespół projektowy.
- inżynieria i technologiainne gałęzie inżynierii i technikimikrotechnologialaboratorium chipowe
- nauki przyrodniczenauki fizyczneoptykamikroskopia
- medycyna i nauki o zdrowiumedycyna klinicznaonkologiarak piersi
- nauki przyrodniczematematykamatematyka stosowanateoria gier
- inżynieria i technologiabiotechnologia przemysłowabiomateriały
Słowa kluczowe
Program(-y)
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Temat(-y)
System finansowania
HORIZON-ERC - HORIZON ERC GrantsInstytucja przyjmująca
20014 DONOSTIA-SAN SEBASTIAN
Hiszpania