A Science Translational Medicine 2019 februárjában megjelent kutatás virtuális beteget használt a Fevipiprant gyógyszer tesztelésére. (Shutterstock)

A nemrégiben készült tanulmány azt mutatja, hogy a Fevipiprant nevű gamechanger gyógyszer ígéri, hogy csökkenti a betegek kockázatát, ha asztmás rohamot szenvednek és kórházba kerülnek.

Ez a először a légutak simaizomtömegét csökkentő gyógyszer - a betegség súlyosságának kulcsfontosságú klinikai mutatója, amely növeli a gyakoribb asztmás rohamok, sőt a halálesetek valószínűségét - számoltak be róla.

Együtt Rod Smallwood, a Brit Királyi Mérnöki Akadémia munkatársa, olyan számítógépes modelleket fejlesztettem ki, amelyek lehetővé tették számunkra az a 2. fázisú klinikai vizsgálat - a betegek terápiás eredményeinek előrejelzése.

Az eredeti tárgyalást az vezette Christopher Brightling, a Leicesteri Egyetem légzőszervi klinikai professzora és az Európai Tüdő Alapítvány fő koordinátora AirPROM.

Az asztma egyre gyakoribb

Az asztma világszerte körülbelül 339 millió embert érint, naponta akár 1,000 embert is megöl Globális asztmás jelentés 2018.

Az asztma gyakorisága növekszik, az alacsony és közepes jövedelmű országok szenvednek leginkább - részben azért, mert az alapvető gyógyszerek nem érhetők el, megfizethetetlenek vagy nem megbízható minőségűek.

Az asztmát a páciens génjei, sejtjei és környezete közötti komplex interakciók okozzák, amelyek a légutak simaizomtömegének növekedéséhez vezetnek: ezt a folyamatot "átalakításnak" nevezik.

Egy férfi 2019. februárjában egészségügyi maszkot visel a thaiföldi Bangkok felhőkarcolóján, hogy megvédje a levegő- és porszennyezést. (Shutterstock)

A légutak a következőkből állnak több különböző sejttípus amelyek rendkívül rendezett állapotban léteznek együtt. A légutak lumenét hámsejtek és belsejében a mesenchyme béleli. Ez utóbbi olyan izomsejteket tartalmaz, amelyek az asztma során növekednek. A légutak másik meghatározó jellemzője a gyulladásos sejtek, amelyek idegen fertőzés (pl. Allergén vagy vírus) esetén toborozódnak.

Az egészségügyben ez a három elem összhangban működik a hatékony légáramlás és a külső kihívásokra adandó megfelelő válasz biztosítása érdekében. Asztmában ezek a harmonikus kölcsönhatások veszélybe kerülnek, ami megnövekedett izomtömeget eredményez.

Megalapozott stratégia kidolgozása az asztma kezelésére megköveteli a betegség kialakulásához hozzájáruló tényezők pontos megértését. Csak kísérletezéssel ezt nem érhetjük el, mert nagyon sok tényező járul hozzá a betegség kialakulásához. Matematikai modellek segítségével hipotéziseket használhatunk a rendszer komplexitásának csökkentésére.

Készítettünk egy „virtuális beteget”

A klinikai vizsgálat során a Fevipiprantot megfigyelték csökkentse a gyulladásos sejtek számát és az izomtömeg.

Hogy megértsük, hogyan, Kidolgoztam egy matematikai modellt amelyek kombinálták a hám-, a mesenchymális és a gyulladásos elemeket - hogy megértsék, mi felelős a légutak átalakulásáért az asztma során.

Használtam valamit „Ügynök-alapú modellezés” - matematikai megközelítés, amely a különböző modellelemek közötti interakciókat szabályozó szabálykészletekre támaszkodik.

Kidolgoztam egy „virtuális beteget” súlyos asztmában, és virtuális gyógyszereket adtam nekik. Meggyőződtem arról, hogy a modell megragadja a biológiai valóságot, először a virtuális Mepolizumab beadásával, amely elpusztította a légúti gyulladásos sejteket. A virtuális beteg teljesítménye az volt összhangban a klinikai eredményekkel.

Ezután a virtuális betegnek Fevipiprant adtam. Míg a gyulladásos sejtekben ugyanannyi csökkenést mutatott, mint a klinikai vizsgálatban, akkor ugyanolyan mértékű izomtömeg-csökkenést mutatott, mint klinikailag.

Ez arra a következtetésre vezetett, hogy a Fevipiprant nem önmagában a gyulladás csökkentésével, hanem az izomtömeg közvetlen befolyásolásával is hatott. Kísérletek: Ruth Saunders a Leicesteri Egyetemen a betegektől vett izomsejtek alapján a Fevipiprant csökkentette a myofibroblastoknak nevezett sejtek toborzását, amelyek az átalakítás során növelik az izomtömeget.

Amikor ezt a másodlagos jellemzőt felvették a modellbe, a virtuális beteg izomtömegének megfigyelt csökkenése összhangban volt a klinikai adatokkal.

Csökkentett függőség a szteroidoktól

A fevipiprant potenciális terápia lehet az asztma légúti átalakításának javítására.

Ennek a gyógyszernek a használata lehetővé teheti a betegek számára, hogy csökkentsék függőségüket a nagy dózisú szteroidoktól, amelyek mellékhatásai közé tartozik a súlygyarapodás, a cukorbetegség és a magas vérnyomás.

Másodszor, a „virtuális beteg” szerepet játszhat a gyógyszer tervezésében és optimalizálásában, ami potenciálisan csökkentheti a gyógyszerfejlesztési költségeket.

Noha ehhez több tesztre van szükség más terápiákkal, ez a mérföldkő a betegspecifikus modellekben, és a légzésgyógyászat új pontosságának korszakát ígéri.

A szerzőről

Himanshu Kaul, posztdoktori munkatárs, University of British Columbia

Ezt a cikket újra kiadják A beszélgetés Creative Commons licenc alatt. Olvassa el a eredeti cikk.

Kapcsolódó könyvek

at InnerSelf Market és Amazon