Naujas skaičiavimo modelis gali padėti nustatyti vaistų gyvybingumą

Tokį mechanizmą sunku sugauti atliekant ikiklinikinius naujų vaistų tyrimus, nes žmonių ligų gyvūnų modeliai gali turėti skirtingus biologinius procesus, lemiančius ligą ar atsaką į gydymą. Dėl to sunku perkelti stebėjimus iš eksperimentų su gyvūnais į žmogaus biologinį kontekstą.

Šis modelis galėtų padėti geriau nustatyti, kurie vaistai turėtų pereiti nuo bandymų su gyvūnais prie žmonių. Jei yra priežastis, kodėl vaistas neveiksmingas, pvz., atsparumo mechanizmas, kuris nebuvo akivaizdus atliekant tyrimus su gyvūnais, tada šis modelis taip pat gali tai aptikti ir padėti nustatyti, kaip turėtų būti nustatytas klinikinis tyrimas. "

Dougas Brubakeris, Biomedicinos inžinerijos docentas, Purdue universitetas

Brubakeris vadovavo šio modelio kūrimui ir bandymui kaip MIT postdoktorantas.

„TransComp-R“ sujungia tūkstančius matavimų iš gyvūnų modelio į kelias duomenų koordinates, kad būtų galima palyginti su žmonėmis. Sumažėję duomenys paaiškina svarbiausius biologinių skirtumų tarp gyvūnų modelio ir žmonių šaltinius.

Iš ten, mokslininkai galėtų išmokyti kitus modelių rinkinius, kad numatytų žmogaus atsaką į terapiją pagal tas duomenų koordinates pagal gyvūnų modelį.

Dėl infliksimabo, pelės modelio ir žmogaus duomenys nesutapo, nes jie buvo skirtingų tipų biologiniai matavimai. Pelės modelio duomenys buvo žarnyno baltymų pavidalu, kadangi pacientų duomenys buvo prieinami tik išreikštų genų pavidalu, „TransComp-R“ sugebėjo išspręsti neatitikimą.

„TransComp-R“ padėjo „Brubaker“ komandai rasti duomenų nuorodų, nukreipiančių į žmonių atsparumo mechanizmą.

Komanda bendradarbiavo su Vanderbilto universiteto tyrėjais, kad patikrintų Krono liga sergančio paciento žarnyno biopsijų numatytą mechanizmą, o tada su eksperimentais su žmogaus imuninėmis ląstelėmis.

Mokslininkai naudojo vienos ląstelės infliksimabui atsparios Krono ligos paciento mėginio seką, kad nustatytų ląstelių tipus, išreiškiančius genus, susijusius su „TransComp-R“ prognozuojamu atsparumo mechanizmu.

Tada jie gydė imunines ląsteles infliksimabu ir receptoriaus inhibitoriumi, kurį modelis nustatė kaip atsparumo mechanizmo dalį. Eksperimentas parodė, kad receptorių slopinimas sustiprino priešuždegiminį infliksimabo poveikį, kad vaistas būtų veiksmingesnis, nes jis galėtų geriau kontroliuoti uždegimą.

Atlikdami papildomus bandymus, kad išsiaiškintumėte būdą, kaip tiksliau išmatuoti šio atsparumo mechanizmo žymenis, gydytojai galėtų naudoti informaciją apie atsaką į vaistą, kad nustatytų, ar pacientui reikia kitokio gydymo kurso.

Nuo šio tyrimo, Brubakeris dirbo su savo buvusia tyrimų grupe MIT, kad pritaikytų „TransComp-R“ matematinę sistemą, kad nustatytų pelių modelius, prognozuojančius Alzheimerio ligos biologiją, ir imuninius vakcinos veiksmingumo parašus atliekant tyrimus su COVID-19 vakcinų kandidatais su gyvūnais.

„Pati modeliavimo sistema gali būti pritaikyta įvairių rūšių gyvūnams, skirtingos ligos sritys ir įvairūs klausimai, "Brubakeris sakė." Išsiaiškinus, kada tai, ką matome gyvūnuose, neatitinka to, kas vyksta žmonėms, galima sutaupyti daug laiko, bendros išlaidos ir pastangos vaistų kūrimo procese “.

„TransComp-R“ kodą galima rasti „MathWorks File Exchange“ (ID:77987). Šiam tyrimui „Brubaker“ gavo finansavimą iš „Boehringer Ingelheim Pharmaceuticals“ naujosios terapinės koncepcijos tyrimo programos „Strateginis inovacijų centras“.

• Europos Komisija patvirtino pirmąjį vaistą nuo hepatito D
• Varpos mikrobiomas yra su bakterine vaginoze susijusių bakterijų rezervuaras