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CRISPR

Revolutionierung der Genbearbeitung

Forscher hätten sich nie vorstellen können, den genetischen Code lebender Zellen schnell und einfach ändern zu können. Aber jetzt ist das mit CRISPR möglich, das wie eine Schere funktioniert, die bestimmte DNA-Teile in Zellen präzise löschen, einfügen oder bearbeiten kann. Die Entdeckung dieses revolutionären Gen-Editing-Tools entstand aus einem Nebenprojekt, das von der Neugier getrieben wurde, wie Bakterien Viren bekämpfen. Nach wichtigen Entdeckungen über CRISPR gewannen Dr. Jennifer Doudna und Emmanuelle Charpentier 2020 einen Nobelpreis. Ein Jahr zuvor begann die erste klinische Studie in den USA mit einer CRISPR-basierten Krebsimmuntherapie, und weitere Studien untersuchen CRISPR-basierte Krebsbehandlungen. Darüber hinaus beginnen Studien mit CRISPR direkt im Körper zu testen. Während es ein Spiel-Wechsler ist, hat CRISPR immer noch seine Grenzen und die Debatte um die Ethik der Genbearbeitung geht weiter. Aber eines ist klar — CRISPR ist ein mächtiges Werkzeug, das dazu beitragen könnte, bedeutende Fortschritte in der Krebsforschung und darüber hinaus zu erzielen.

Lesen Sie mehr darüber, wie CRISPR die Krebsforschung und -behandlung verändert.

Künstliche Intelligenz

Computerprogrammierung zur Verbesserung der Krebsdiagnose, Medikamentenentwicklung und Präzisionsmedizin

Was wäre, wenn eine Computersimulation ein virtuelles Modell von Ihnen erstellen könnte, einen „digitalen Zwilling“, mit dem Ärzte Behandlungen „erforschen“ und mögliche Ergebnisse vorhersagen könnten, bevor Sie Ihnen personalisierte Pflegeoptionen präsentieren? Dank der Fortschritte in der künstlichen Intelligenz (KI) ist es keine Science-Fiction mehr. KI beinhaltet die Programmierung eines Computers, um zu handeln, zu argumentieren und zu lernen. Es ist großartig, Muster in großen Datenmengen zu finden, was besonders in der wissenschaftlichen Forschung hilfreich ist. Das NCI, das Energieministerium, das Frederick National Laboratory for Cancer Research und eine transdisziplinäre Gruppe von Forschern nutzen KI, um die Entwicklung digitaler Zwillinge für krebskranke Menschen voranzutreiben. Andere verwenden es, um Bildgebungsdaten und elektronische Gesundheitsakten zu analysieren, um die Strahlendosen der Patienten anzupassen. KI wird sogar genutzt, um bevölkerungsbasierte Krebsdaten schnell zu analysieren und die Wahrscheinlichkeit bestimmter Krebsarten abzuschätzen. Und diese Beispiele kratzen nur an der Oberfläche — KI hat das Potenzial, die Krebsbehandlung wirklich zu verändern.

Erfahren Sie, wie KI in der Krebsforschung eingesetzt wird.

Telemedizin

Krebsbehandlung, Behandlung und klinische Studien zum Patienten bringen

Die Bereitstellung von Krebsbehandlung und die Durchführung klinischer Studien sind auch während einer Pandemie unerlässlich. Viele Gesundheitsorganisationen, die am NCI Community Oncology Research Program (NCORP) teilnehmen, haben erfolgreich telemedizinische Praktiken integriert oder erweitert, um die Krebsbehandlung und -versorgung von Patienten aus der Ferne bereitzustellen. Diese Krankenhäuser und Kliniken maximieren die Sicherheit und den Komfort sowohl für Patienten als auch für Anbieter im ganzen Land, indem sie Telemedizin für die Fernüberwachung der Gesundheit, Videobesuche und sogar für die Chemotherapie zu Hause einsetzen. Telemedizin erleichtert auch den Zugang zu klinischen Studien und zur Krebsbehandlung für vielfältigere Patientengruppen in größeren geografischen Gebieten. Außerhalb der Krebsbehandlung haben Sie möglicherweise Telemedizin-Praktiken genutzt und zu fast einem Drittel der im vergangenen Jahr durchgeführten Gesundheitsbesuche beigetragen. Trotz seiner wachsenden Beliebtheit kann nicht jede Pflege aus der Ferne durchgeführt werden. Sicherzustellen, dass Remote-Health-Care-Technologie gerecht eingesetzt wird, kommt mit Herausforderungen, aber die Forscher arbeiten daran, sie anzugehen.

Teilnehmer klinischer Studien wie Marilyn haben positive Erfahrungen mit Telemedizin gemacht. Lies ihre Geschichte.

Cryo-EM

Erzeugen hochauflösender Bilder des Verhaltens von Molekülen zur Information der Krebsbehandlung

Sie könnten denken, dass das neueste iPhone eine erstaunliche Kamera hat, aber vielleicht haben Sie noch nichts von Kryo-Elektronenmikroskopie (Cryo-EM) gehört. Cryo-EM erfasst Bilder von Molekülen, die Zehntausendstel der Breite eines menschlichen Haares sind, mit Auflösungen, die so hoch sind, dass sie noch vor einem Jahrzehnt unbekannt waren. Wie das Sortieren mehrerer offener Fotos, bevor die „guten“ in den sozialen Medien veröffentlicht werden, analysieren Forscher Hunderttausende von Kryo-EM-Bildern auf Qualität und rekonstruieren 3D-Bilder von Molekülen, mit denen Wissenschaftler untersuchen können, wie sie sich verhalten. Für Krebs bedeutet dies, besser zu verstehen, wie Krebszellen überleben, wachsen und mit Therapien und anderen Zellen interagieren. Erst kürzlich zeigte Cryo-EM am Frederick National Laboratory for Cancer Research, wie ein Medikament gegen chronische myeloische Leukämie mit Ribosomen (einer molekularen Maschine in Zellen) interagiert, und entwickelte dabei die bisher detaillierteste Ansicht eines menschlichen Ribosoms — eine Leistung, die die Entwicklung von Behandlungen für Krebs und andere Krankheiten beeinflussen könnte.

Besuchen Sie die Seite der National Cryo-Electron Microscopy Facility, um zu erfahren, wie NCI den Zugang zu dieser Technologie erweitert.

Infinium Assay

Liefert wichtige Einblicke in die Beziehung genetischer Variationen zu Krebs

Was kann uns die Genotypisierung, eine Technologie, die Gene zwischen Menschen liest und vergleicht, über Krebs sagen? Der von Illumina entwickelte Infinium-Assay wird von Unternehmen wie 23andMe und Ancestry verwendet und ist ein Prozess und eine Reihe von Tools, mit denen Millionen von Einzelnukleotidpolymorphismen oder SNPs, die häufigste Art genetischer Variation, analysiert werden. SNPs können helfen, Gene abzubilden, die Krebs verursachen, und Einblicke in das Krebsrisiko, das Fortschreiten und die Entwicklung geben. Anfangs skeptisch, ob diese Technologie technisch machbar war, wurde der Assay mit Unterstützung des Small Business Innovation Research Program von NCI entwickelt und ist ein überzeugendes Beispiel für steuerzahlerfinanzierte Innovation. Der Assay wird heute in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt — von Abstammungsberichten und Krebsforschung über das All-of-Us-Forschungsprogramm des NIH bis hin zur Analyse des Genoms einer Pflanze, um festzustellen, was die Insekten- und Trockenheitsresistenz beeinflusst.

Erfahren Sie mehr darüber, wie NCI mit kleinen Unternehmen zusammenarbeitet, um Innovationen in der Krebsforschung und -versorgung voranzutreiben.

Roboterchirurgie

Mit Roboterarmen präzise, minimal—invasive Operationen zur Entfernung von Krebs durchführen

Eine schnellere Genesung und eine schnellere Rückkehr zum normalen Leben – das ist es, was Roboterchirurgie möglich machen kann. Zum Beispiel kann jemand mit Prostatakrebs ihre Prostata entfernt haben (eine Prostatektomie), und was einst einen großen Einschnitt vom Nabel bis zum Schambein erforderte, kann jetzt mit Hilfe von Roboterarmen durchgeführt werden, die durch kleine Einschnitte in den Körper gelangen. Ein Chirurg steuert die Arme mit einer speziellen Konsole, die auch eine vergrößerte Echtzeitansicht der Operationsstelle bietet. Die Roboterchirurgie beinhaltet weniger Blutverlust und Schmerzen, und im Beispiel der Prostatektomie könnte ein Patient das Krankenhaus bereits am Tag nach der Operation verlassen. Während die Roboterarme direkt aus einem futuristischen Film aussehen können, in einer Umgebung, in der nur Millimeter zwischen der Entfernung von Krebsgewebe und der möglichen Verletzung von gesundem Gewebe stehen könnten, können ihre feinen, präzisen Bewegungen einen großen Unterschied machen.

Erfahren Sie mehr über Roboterchirurgie.

Mit der Unterzeichnung des National Cancer Act von 1971 begann ein goldenes Zeitalter der Krebsforschung, das die Entdeckung und Entwicklung von Technologien und Innovationen umfasst, die Fortschritte ermöglicht haben. Erfahren Sie mehr über den Act.