Onderzoekers hebben aangetoond dat ze klinische proeven van nieuwe behandelingen nauwkeurig kunnen nabootsen met behulp van zogenoemde digitale tweelingen (digital twins) van kankerpatiënten. De technologie, FarrSight-Twin genaamd, die gebaseerd is op algoritmen die astrofysici gebruiken om zwarte gaten te ontdekken en werd gepresenteerd op het 36e EORTC-NCI-AACR Symposium on Molecular Targets and Cancer Therapeutics in Barcelona, Spanje.
De onderzoekers stellen dat deze benadering kan worden gebruikt om virtuele klinische proeven uit te voeren voordat nieuwe behandelingen op patiënten worden getest. Bovendien kan het gebruikt worden naat klinische onderzoeken met een digitale tweeling voor elke deelnemende patiënt, die samen een controlegroep zouden kunnen vormen. Uiteindelijk zou het kunnen betekenen dat patiënten verschillende behandelingen kunnen laten testen op hun digitale tweeling, om zo vooraf de meest geschikte behandeling te selecteren.
“Wereldwijd worden we miljarden dollars uitgegeven aan de ontwikkeling van nieuwe kankerbehandelingen. Sommige zullen succesvol blijken, maar de meeste niet. We kunnen een digitale tweeling gebruiken om individuele patiënten te vertegenwoordigen, cohorten van klinische onderzoeken samen te stellen en behandelingen te vergelijken om te zien of ze waarschijnlijk succesvol zullen zijn voordat we ze met echte patiënten testen”, vertelde Dr. Uzma Asghar, medeoprichter en Chief Scientific Officer bij Concr en een medisch oncoloog, momenteel werkzaam bij The Royal Marsden NHS Foundation Trust in Londen, Verenigd Koninkrijk.
Biologische gegevens
Elke digitale tweeling wordt gecreëerd uit biologische gegevens van duizenden patiënten met kanker die op verschillende manieren zijn behandeld. Deze informatie wordt gecombineerd om de kanker van een patiënt in kwestie na te bootsen met moleculaire gegevens over hun tumor. Deze digitale tweeling maakt het mogelijk om te voorspellen hoe een patiënt waarschijnlijk zal reageren op een behandeling.
Dr. Asghar en haar collega's gebruikten deze benadering om gepubliceerde klinische onderzoeken na te bootsen met een digitale tweeling die elke patiënt vertegenwoordigde die deelnam aan het onderzoek. Over het algemeen voorspelden de digitale onderzoeken nauwkeurig de uitkomst van de werkelijke klinische onderzoeken in alle gesimuleerde klinische onderzoeken.
Hoog responsepercentage
Verdere tests toonden aan dat wanneer patiënten de behandeling kregen die door FarrSight-Twin als beste werd voorspeld, ze een responspercentage van 75 procent hadden, vergeleken met een respons van 53,5 procent wanneer patiënten een andere behandeling kregen. Het responspercentage duidt op het percentage patiënten bij wie de tumor kromp na de behandeling.
De onderzoeken die het team gebruikte in de studie die op het symposium werd gepresenteerd, werden uitgevoerd bij patiënten met borstkanker, alvleesklierkanker of eierstokkanker. Het waren fase II of III onderzoeken waarin twee verschillende behandelingen met medicijnen werden vergeleken, waaronder anthracyclines, taxanen, op platina gebaseerde medicijnen, capecitabine en hormoonbehandelingen.
“We zijn enthousiast om dit soort technologie toe te passen door klinische onderzoeken te simuleren voor verschillende tumortypes om de respons van patiënten op verschillende chemotherapieën te voorspellen en de resultaten zijn bemoedigend. Deze technologie betekent dat onderzoekers patiëntproeven kunnen simuleren in een veel vroeger stadium van de medicijnontwikkeling en dat ze de simulatie meerdere keren kunnen herhalen om verschillende scenario's te testen en de kans op succes te maximaliseren”, aldus Asghar.
Doorontwikkeling technologie
Momenteel werden de onderzoekers aan de verdere ontwikkeling van de technologie, zodat het in staat zal zijn de behandelrespons voor individuele patiënten in de kliniek kan voorspellen en artsen kan helpen begrijpen welke chemotherapie wel of niet zal helpen.
Dr. Asghar en haar collega's testen de technologie om te zien of het kan helpen voorspellen welke beschikbare behandelingen het beste zullen werken voor patiënten met triple-negatieve borstkanker, in een observationeel samenwerkingsonderzoek tussen Concr, The Institute of Cancer Research, Durham University en het Royal Marsden Hospital.
Het concept van digital twins draait om een digitaal kopie die in eenheid functioneert met de werkelijkheid. De combinatie moet zorgen voor betere data-inzichten, predictive maintenance mogelijk maken en werken op afstand (soms met grotere groepen) eenvoudiger maken. Enkele maanden geleden maakten onderzoekers van Universiteit van Galway en de Universiteit van Heidelberg bekend dat zij erin geslaagd zijn ‘digital baby twins’ te creëren. Die moeten de diagnose en behandeling van medische aandoeningen bij pasgeborenen te verbeteren.
