تحقیقات منتشر شده در Science Translational Medicine در ماه فوریه 2019 یک بیمار مجازی برای آزمایش دارو، Fevipiprant استفاده کرد. (Shutterstock)
A مطالعه اخیر نشان می دهد که یک داروی گیاهی به نام Fevipiprant وعده به کاهش خطر ابتلا به بیماران مبتلا به آسم و پذیرش در بیمارستان می شود.
این است اولین بار یک دارو برای کاهش توده عضلانی صاف راه هوایی است - یک شاخص کلیدی کلینیکی از شدت بیماری که احتمال حملات آسم بیشتر و حتی مرگ و میر را افزایش می دهد گزارش شده است.
همراه با راد اسمالوود، همکار آکادمی مهندسی سلطنتی بریتانیا، من مدل های کامپیوتری را توسعه دادم که به ما امکان شبیه سازی نتایج از یک آزمایشگاه بالینی 2 فاز - پیش بینی نتایج درمان در بیماران
محاکمه اصلی توسط کریستوفر برایتلینگ، استاد بالینی در پزشکی تنفسی در دانشگاه لستر و هماهنگ کننده اصلی بنیاد ریه اروپا ایرپروم.
آسم به طور فزاینده ای رایج است
آسم حدود 339 میلیون نفر در سراسر جهان را تحت تاثیر قرار می دهد، هر روز به تعداد افرادی که 1,000 می کشند، به قتل می رسد گزارش جهانی آسم 2018.
شیوع آسم در حال افزایش است، زیرا کشورهای کم درآمد و متوسط درآمد بیشتر از آن را در بر می گیرند - به دلیل اینکه داروهای ضروری موجود، غیرقابل دسترس یا دارای کیفیت نامطمئن هستند.
آسم ناشی از مجموعه ای پیچیده از تعاملات بین ژن ها، سلول ها و محیط های بیمار است که منجر به افزایش حجم توده عضلانی صاف می شود: یک فرایند به نام "بازسازی" است.
در ماه فوریه 2019، یک ماسک بهداشتی در Skytrain در بانکوک، تایلند، برای محافظت از آلودگی هوا و گرد و غبار پوست می پوشد. (Shutterstock)
راه های هوایی ما تشکیل شده است چندین نوع سلول های مختلف که در یک دولت بسیار مرتب وجود دارند. لنفوی هواپیما توسط سلولهای اپیتلیال و در داخل مزانشیم قرار گرفته است. این شامل سلول های عضلانی است که در طول آسم افزایش می یابد. یکی دیگر از ویژگی های مهم در راه هوایی، سلول های التهابی است که در صورت بروز یک چالش خارجی (مانند آلرژی یا ویروس) استخدام می شوند.
در سلامت، این سه عنصر در هماهنگی برای تأمین جریان موثر هوا و پاسخ مناسب به چالش های خارجی کار می کنند. در آسم این تعاملات هارمونی به خطر می افتد، که باعث افزایش توده عضلانی می شود.
در حال توسعه یک استراتژی صحیح برای درمان آسم نیاز به درک دقیقی از عواملی که به ظهور بیماری کمک می کند. ما نمی توانیم این کار را تنها از طریق آزمایش انجام دهیم زیرا بسیاری از عوامل به این بیماری کمک می کنند. با استفاده از مدل های ریاضی می توان از فرضیه ها برای کاهش پیچیدگی سیستم استفاده کرد.
ما یک "بیمار مجازی"
در کارآزمایی بالینی، Fevipiprant مشاهده شد تعداد سلولهای التهابی را کاهش دهید و توده عضلانی.
برای درک چگونگی من یک مدل ریاضی را توسعه دادم که عناصر epithelial، mesenchymal و التهابی را ترکیب می کند - برای درک اینکه چه چیزی برای بازسازی دیواره های هوا در طول آسم مسئول است.
من چیزی به نام مورد استفاده قرار دادم "مدل سازی مبتنی بر عامل" - یک رویکرد ریاضی است که متکی به مجموعه قوانینی است که بر تعاملات بین عناصر مدل مختلف تأثیر می گذارد.
من یک بیمار مجازی را با آسم شدید و داروهای مجازی به آنها دادم. من اطمینان دادم که این مدل با گرفتن اولین مپولیزوماب مجازی، که سلول های التهابی را در راه های هوایی کشته بود، به رسمیت شناختن واقعیت های بیولوژیک بود. عملکرد بیمار مجازی بود مطابق با نتایج بالینی.
سپس به بیمار مجازی Fevipiprant دادم. در حالی که میزان سلول های التهابی همان مقدار را در آزمایش بالینی نشان می دهد، در مقایسه با کلینیکی، مقدار مشابه کاهش توده عضلانی نشان داده نمی شود.
این به این نتیجه رسید که Fevipiprant نه با کاهش التهاب به تنهایی، بلکه همچنین به طور مستقیم تاثیر توده عضلانی. آزمایش انجام شده توسط روت سوندرز در دانشگاه لستر، با سلول های عضلانی گرفته شده از بیماران، پیشنهاد کرد که Fevipiprant استخدام سلول های به نام Myofibroblasts را کاهش دهد، که در طی بازسازی به توده عضلانی اضافه می شود.
هنگامی که این ویژگی ثانویه به مدل اضافه شد، کاهش مشاهده شده در توده عضلانی بیمار مجازی با داده های بالینی سازگار بود.
وابستگی به استروئید ها کاهش یافته است
Fevipiprant می تواند یک درمان بالقوه برای بهبود ترمیم مجرای هوایی در آسم باشد.
استفاده از این دارو می تواند به بیماران کمک کند تا وابستگی خود را به استروئید با دوز بالا داشته باشند که عوارض جانبی آن شامل افزایش وزن، دیابت و فشار خون بالا است.
ثانیا "بیمار مجازی" می تواند در طراحی و بهینه سازی داروها نقش داشته باشد، به طور بالقوه هزینه های توسعه دارو را کاهش می دهد.
در حالی که این آزمایش با سایر درمان ها نیاز به آزمایش بیشتری دارد، این یک نقطه عطف در مدل های خاص بیمار است و قول جدیدی از دقت در پزشکی تنفسی می دهد.
درباره نویسنده
Himanshu Kaul، همکلاسی دوره دکتری، دانشگاه بریتیش کلمبیا
این مقاله از مجله منتشر شده است گفتگو تحت مجوز Creative Commons دفعات بازدید: مقاله.
کتاب های مرتبط
at InnerSelf Market و آمازون
