La radiothérapie et l'hyperthermie combinées offrent un grand potentiel pour le traitement réussi des tumeurs radio-résistantes par thermo-radiosensibilisation. L'hétérogénéité de la réponse tumorale, due à des facteurs intrinsèques ou induits par le microenvironnement, peut grandement influencer les résultats du traitement, mais il est difficile de tenir compte de l'utilisation des approches traditionnelles de planification du traitement. La simulation oncologique des systèmes, utilisant des modèles mathématiques conçus pour prédire la croissance tumorale et la réponse au traitement, fournit un outil puissant pour l'analyse et l'optimisation des traitements combinés. Nous présentons un cadre qui simule ces traitements combinés au niveau cellulaire. Cet automate cellulaire hybride multi-échelle simule de grandes populations de cellules (jusqu'à 107 cellules) in vitro, tout en permettant la progression du cycle cellulaire individuel et la réponse au traitement en modélisant la mort cellulaire mitotique induite par les radiations et la mort cellulaire immédiate en réponse au chauffage. Sur la base d'un étalonnage utilisant un certain nombre d'ensembles de données expérimentales sur la croissance, le cycle cellulaire et la survie des cellules HCT116, les prédictions du modèle concordaient bien (R2 > 0.95) avec les données expérimentales dans la plage de doses (thermiques et de rayonnement) testées (0-40 CEM43, 0 -5 Gy). Le cadre proposé offre une flexibilité pour la modélisation des combinaisons de traitement multimodalité dans différents scénarios. Il peut donc constituer une étape importante vers la modélisation de thérapies personnalisées utilisant une tumeur virtuelle de patient.
Brüningk S, Powathil G, Ziegenhein P, Ijaz J, Rivens I, Nill S, Chaplain M, Oelfke U, Ter Haar G.
