Ένα νέο φάρμακο υπόσχεται να μειώσει τους κινδύνους επίθεσης άσθματος Η έρευνα που δημοσιεύθηκε στο Science Translational Medicine τον Φεβρουάριο του 2019 χρησιμοποίησε έναν εικονικό ασθενή για να δοκιμάσει το φάρμακο, το Fevipiprant. (Shutterstock)

A πρόσφατη μελέτη δείχνει ότι ένα φάρμακο εναλλάκτη παιχνιδιών που ονομάζεται Fevipiprant υπόσχεται να μειώσει τους κινδύνους των ασθενών να υποστούν προσβολή άσθματος και να εισαχθούν σε νοσοκομείο.

Αυτή είναι η για πρώτη φορά ένα φάρμακο που μειώνει τη μάζα των λείων μυών των αεραγωγών - έχει αναφερθεί ένας βασικός κλινικός δείκτης σοβαρότητας της νόσου που αυξάνει την πιθανότητα συχνότερων επιθέσεων άσθματος και ακόμη και θανάτων.

Μαζί με Ροντ Σμόλγουντ, συνεργάτης της Βρετανικής Βασιλικής Ακαδημίας Μηχανικής, ανέπτυξα μοντέλα υπολογιστών που μας επέτρεψαν να προσομοιώσουμε τα αποτελέσματα από ένα Κλινική δοκιμή φάσης 2 - να προβλέψουμε τα αποτελέσματα της θεραπείας σε ασθενείς.

Η αρχική δίκη ήταν επικεφαλής του Κρίστοφερ Μπράιλινγκ, καθηγητής κλινικής στην αναπνευστική ιατρική στο Πανεπιστήμιο του Leicester και κύριος συντονιστής του Ευρωπαϊκού Ιδρύματος Πνευμόνων AirPROM.

Το άσθμα είναι όλο και πιο συχνό

Το άσθμα πλήττει περίπου 339 εκατομμύρια ανθρώπους παγκοσμίως, σκοτώνοντας 1,000 άτομα κάθε μέρα, σύμφωνα με το Παγκόσμια έκθεση για το άσθμα 2018.

Ο επιπολασμός του άσθματος αυξάνεται, με τις χώρες χαμηλού και μεσαίου εισοδήματος να υποφέρουν περισσότερο - εν μέρει, επειδή τα βασικά φάρμακα δεν είναι διαθέσιμα, προσιτά ή είναι αναξιόπιστης ποιότητας.

Το άσθμα προκαλείται από ένα πολύπλοκο σύνολο αλληλεπιδράσεων μεταξύ των γονιδίων, των κυττάρων και του περιβάλλοντος ενός ασθενούς που οδηγούν σε αύξηση της μάζας των λείων μυών των αεραγωγών: μια διαδικασία που αναφέρεται ως «αναδιαμόρφωση».

Ένας άντρας φοράει μάσκα υγείας στο skytrain στην Μπανγκόκ της Ταϊλάνδης, τον Φεβρουάριο του 2019, για να προφυλάξει από την ατμοσφαιρική ρύπανση και τη σκόνη. (Shutterstock)

Οι αεραγωγοί μας αποτελούνται από πολλοί διαφορετικοί τύποι κυττάρων που υπάρχουν μαζί σε μια κατάσταση υψηλής τάξης Ο αυλός των αεραγωγών επικαλύπτεται από επιθηλιακά κύτταρα και, περαιτέρω μέσα, το μεσεγχύμα. Το τελευταίο περιέχει μυϊκά κύτταρα που αυξάνουν τη μάζα κατά τη διάρκεια του άσθματος. Ένα άλλο σημαντικό χαρακτηριστικό του αεραγωγού είναι τα φλεγμονώδη κύτταρα που προσλαμβάνονται σε περίπτωση ξένης πρόκλησης (όπως αλλεργιογόνο ή ιός).

Στην υγεία, αυτά τα τρία στοιχεία λειτουργούν αρμονικά για να εξασφαλίσουν αποτελεσματική ροή αέρα και κατάλληλη ανταπόκριση σε εξωτερικές προκλήσεις. Στο άσθμα, αυτές οι αρμονικές αλληλεπιδράσεις διακυβεύονται, με αποτέλεσμα την αύξηση της μυϊκής μάζας.

Η ανάπτυξη μιας ορθής στρατηγικής για τη θεραπεία του άσθματος απαιτεί ακριβή κατανόηση των παραγόντων που συμβάλλουν στην εμφάνιση της νόσου. Δεν μπορούμε να το επιτύχουμε μόνο με πειραματισμό, επειδή τόσοι πολλοί παράγοντες συμβάλλουν στην ασθένεια. Με τα μαθηματικά μοντέλα, μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε υποθέσεις για να μειώσουμε την πολυπλοκότητα του συστήματος.

Κάναμε έναν «εικονικό ασθενή»

Στην κλινική δοκιμή, το Fevipiprant παρατηρήθηκε μείωση του αριθμού των φλεγμονωδών κυττάρων και τη μυϊκή μάζα.

Για να καταλάβετε πώς, Ανέπτυξα ένα μαθηματικό μοντέλο που συνδυάζει τα επιθηλιακά, μεσεγχυματικά και φλεγμονώδη στοιχεία - για να κατανοήσουμε τι είναι υπεύθυνο για την αναδιαμόρφωση των αεραγωγών κατά τη διάρκεια του άσθματος.

Χρησιμοποίησα κάτι που ονομάζεται "Μοντελοποίηση βάσει πρακτόρων" - μια μαθηματική προσέγγιση που βασίζεται σε σύνολα κανόνων που διέπουν τις αλληλεπιδράσεις μεταξύ διαφόρων μοντέλων στοιχείων.

Έχω αναπτύξει έναν «εικονικό ασθενή» με σοβαρό άσθμα και τους έδωσα εικονικά φάρμακα. Φρόντισα ότι το μοντέλο καταγράφει τη βιολογική πραγματικότητα χορηγώντας πρώτα εικονικό Mepolizumab, το οποίο σκότωσε φλεγμονώδη κύτταρα στους αεραγωγούς. Η εικονική απόδοση του ασθενούς ήταν σύμφωνα με τα κλινικά αποτελέσματα.

Έδωσα τότε τον εικονικό ασθενή Fevipiprant. Ενώ έδειξε την ίδια ποσότητα μείωσης των φλεγμονωδών κυττάρων με την κλινική δοκιμή, απέτυχε να δείξει την ίδια ποσότητα μείωσης της μυϊκής μάζας όπως παρατηρήθηκε κλινικά.

Αυτό οδήγησε στο συμπέρασμα ότι το Fevipiprant ενήργησε όχι μειώνοντας μόνο τη φλεγμονή, αλλά επίσης επηρεάζοντας άμεσα τη μυϊκή μάζα. Πειράματα που πραγματοποιήθηκαν από Ρουθ Σάντερς στο Πανεπιστήμιο του Λέστερ, με μυϊκά κύτταρα που ελήφθησαν από ασθενείς, πρότεινε ότι το Fevipiprant μείωσε την πρόσληψη κυττάρων που ονομάζονται μυοϊνοβλάστες, τα οποία αυξάνουν τη μυϊκή μάζα κατά την αναδιαμόρφωση.

Όταν αυτό το δευτερεύον χαρακτηριστικό προστέθηκε στο μοντέλο, η παρατηρούμενη μείωση της μυϊκής μάζας του εικονικού ασθενούς ήταν συνεπής με τα κλινικά δεδομένα.

Μειωμένη εξάρτηση από στεροειδή

Το Fevipiprant θα μπορούσε να είναι μια πιθανή θεραπεία για τη βελτίωση της αναδιαμόρφωσης των αεραγωγών στο άσθμα.

Η χρήση αυτού του φαρμάκου θα μπορούσε να επιτρέψει στους ασθενείς να μειώσουν την εξάρτησή τους από στεροειδή υψηλής δόσης, των οποίων οι παρενέργειες περιλαμβάνουν αύξηση βάρους, διαβήτη και υψηλή αρτηριακή πίεση.

Δεύτερον, ο «εικονικός ασθενής» μπορεί να παίξει ρόλο στο σχεδιασμό και τη βελτιστοποίηση φαρμάκων, μειώνοντας ενδεχομένως το κόστος ανάπτυξης φαρμάκων.

Αν και αυτό χρειάζεται περισσότερους ελέγχους με άλλες θεραπείες, αποτελεί ορόσημο σε συγκεκριμένα μοντέλα ασθενών και υπόσχεται μια νέα εποχή ακρίβειας στην αναπνευστική ιατρική.Η Συνομιλία

Σχετικά με το Συγγραφέας

Himanshu Kaul, μεταδιδακτορικός συνεργάτης, University of British Columbia

Αυτό το άρθρο αναδημοσιεύθηκε από το Η Συνομιλία υπό την άδεια Creative Commons. Διαβάστε το αρχικό άρθρο.

Σχετικά βιβλία

at InnerSelf Market και Amazon