News & media services

Miljoner bilder av cancer

2014-04-09

För varje patient testar vi cirka 2 500 olika läkemedelssubstanser och doser parallellt, säger Carolina Wählby. Det kräver rejält med beräkningskraft.

Ingen cancer är den andra lik och olika individer behöver olika behandling. Genom att studera bilder av hur cancerceller svarar på olika substanser ökar kunskapen om hur man kan bekämpa hjärntumören glioblastom.

– Olika patienter svarar olika bra på olika behandlingar och behandlingarna i sig orsakar ofta mycket lidande. Genom att testa olika läkemedel på odlade celler hoppas vi på att bättre kunna förstå skillnader mellan olika patienter, säger Carolina Wählby. 

Hon är forskare i bildanalys och samarbetar med cancerforskare, läkemedelsforskare, cellbiologer och biostatistiker i ett nystartat projekt. Tillsammans undersöker de hjärntumören glioblastom, som utgör tre procent av all cancer och är en väldigt heterogen cancersort.

– Vi använder bildanalys för att snabbt mäta hur cellerna reagerar på ett stort antal behandlingar. För varje patient testar vi cirka 2 500 olika läkemedelssubstanser och doser parallellt och jobbar med en dryg miljon bilder - något som kräver rejält med beräkningskraft, säger Carolina Wählby.

Forskarna använder biopsier från tumörer och odlar cellerna i så kallade 384-hålsplattor med brunnar. Det finns robotsystem som kan spruta ut små molekyler, antingen kända läkemedel eller potentiella läkemedel, i de små brunnarna. Sedan fotas de med ett automatiserat mikroskop.

Alla dessa bilder körs sedan i datorerna på Uppmax.

– Om någon skulle analysera bilderna för hand skulle det ta flera livstider, medan ett datorkluster kan göra det på några timmar. Sen kan man alltid gå tillbaka och titta på de bilder där datorn indikerar att något intressant skett, säger Carolina Wählby.

Utöver bilderna har forskarna också tillgång till information om patienterna och hur de har reagerat på olika behandlingar. Detta, tillsammans med genetisk och molekylär analys, kopplas till hur de odlade cellerna reagerar på olika läkemedelsubstanser.

– Två personer har aldrig exakt samma cancer men man kan ändå gruppera varianterna.

Förhoppningen är att kunna bättre förstå de olika cancervarianterna, men i det långa loppet vore det ju fantastiskt om man kunde använda det här för att hitta nya effektiva behandlingar och bestämma vilken behandling som är bäst för varje patient, säger Carolina Wählby

– Oftast är det ju behandlingen som är så otroligt påfrestande, kan man då välja rätt behandling från första början så har man sparat både tid och lidande.

För att bearbeta allt material behövs matematiska algoritmer som kan hitta cellerna, mäta saker och gruppera cellerna efter olika egenskaper. Forskarna kan också plocka ut några celler som man tycker har en intressant förändring och be datorn att hitta liknande celler. Finns fler patienter som följer samma mönster?

– Det är inte så att vi bara använder datoranalys, vi försöker hela tiden bygga in kunskap från medicinaren eller cellbiologen och utnyttjar den kunskapen, så att vi maximerar kunskapen från alla inblandade, säger Carolina Wählby.

Det finns flera fördelar med att studera variationen mellan patienter på odlade celler. Dels det är lättare ur en etisk aspekt att testa läkemedel på cellnivå utanför människokroppen. Dels kan man testa väldigt många substanser på samma patient, vilket annars skulle ha varit en omöjlighet.

– Men det gäller att komma ihåg att de här odlade cellerna är en modell av det som händer inne i kroppen och att cellerna befinner sig i en helt annan miljö än människokroppen. Man måste hela tiden ha i åtanke att det är en väldig förenkling av vad som händer på riktigt, men det kan leda oss på rätt spår.

---

FAKTA/Färgstarka bilder

I bakgrunden syns fluorescensmikroskopibilder av odlade nervceller där olika proteiner lyser upp i olika färger tack vare fluorescensinmärkta antikroppar. Samma typ av bilder tas av de odlade cancercellerna.