Navorsing gepubliseer in Wetenskap Translasionele Geneeskunde in Februarie 2019 gebruik 'n virtuele pasiënt om die geneesmiddel, Fevipiprant, te toets. (Shutter)
A onlangse studie toon dat 'n gamechanger dwelm genoem Fevipiprant belowe om pasiënte se risiko's te verminder om asma-aanvalle te ly en tot 'n hospitaal opgeneem te word.
Dit is die eerste keer 'n dwelmvermindering lugweg gladde spiermassa - 'n sleutel kliniese aanduiding van siekte erns wat die waarskynlikheid verhoog vir meer asma-aanvalle en selfs sterftes - is aangemeld.
Saam met Rod Smallwood, mede van die Britse Royal Academy of Engineering, het ek rekenaarmodelle ontwikkel wat ons toegelaat het om resultate van a te simuleer Fase 2 kliniese proef - Terapeutiese uitkomste in pasiënte te voorspel.
Die oorspronklike verhoor is gelei deur Christopher Brightling, kliniese professor in respiratoriese medisyne aan die Universiteit van Leicester en die hoofkoördineerder van die European Lung Foundation AirPROM.
Asma word toenemend algemeen
Asma affekteer ongeveer 339 miljoen mense wêreldwyd en vermoor soveel as 1,000 mense elke dag, volgens die Globale Asma Verslag 2018.
Die voorkoms van asma is aan die toeneem, met lae- en middelinkomste-lande wat die meeste ly - gedeeltelik omdat noodsaaklike medisyne onbeskikbaar is, onbetaalbaar of van onbetroubare gehalte is.
Asma word veroorsaak deur 'n komplekse stel interaksies tussen 'n pasiënt se gene, selle en omgewing wat tot 'n toename in die gladde spiermassa van die lugweg lei: 'n proses wat na verwys word as 'remodeling'.
'N Man dra 'n gesondheidsmasker op die skietbaan in Bangkok, Thailand, in Februarie 2019, om teen lug- en stofbesoedeling te beskerm. (Shutter)
Ons lugweë bestaan uit verskeie verskillende seltipes wat saam bestaan in 'n hoogs geordende staat. Die lugweg lumen word uitgevoer deur epiteelselle en verder binne die mesenchiem. Laasgenoemde bevat spierselle wat tydens die asma in massa toeneem. Nog 'n belangrike kenmerk van die lugweg is die inflammatoriese selle wat gewerf word in die geval van 'n vreemde uitdaging (soos 'n allergeen of virus).
In gesondheid werk hierdie drie elemente in harmonie om effektiewe lugvloei en gepaste reaksie op eksterne uitdagings te verseker. In asma word hierdie harmoniese interaksies gekompromitteer, wat lei tot verhoogde spiermassa.
Die ontwikkeling van 'n goeie strategie om asma te behandel, vereis 'n presiese begrip van die faktore wat bydra tot die ontstaan van die siekte. Ons kan dit nie alleen deur eksperimentering bereik nie, omdat soveel faktore bydra tot die siekte. Met wiskundige modelle kan ons hipoteses gebruik om die kompleksiteit van die stelsel te verminder.
Ons het 'n 'virtuele pasiënt' gemaak
In die kliniese proef is Fevipiprant waargeneem verminder die aantal inflammatoriese selle en spiermassa.
Om te verstaan hoe, Ek het 'n wiskundige model ontwikkel wat die epitheliale, mesenkymale en inflammatoriese elemente gekombineer het - om te verstaan wat verantwoordelik is vir lugweghervorming tydens asma.
Ek gebruik iets wat genoem word "Agent-gebaseerde modellering" - 'n wiskundige benadering wat staatmaak op reëlstelle wat wisselwerking tussen verskeie modelelemente beheer.
Ek het 'n "virtuele pasiënt" ontwikkel met ernstige asma en het hulle virtuele dwelms gegee. Ek het seker gemaak dat die model biologiese realiteit vasvang deur die eerste administrasie van virtuele Mepolizumab, wat inflammatoriese selle in die lugweë doodgemaak het. Die virtuele pasiënt prestasie was in ooreenstemming met kliniese resultate.
Ek het toe die virtuele pasiënt Fevipiprant gegee. Terwyl dit dieselfde hoeveelheid vermindering in inflammatoriese selle as die kliniese proef getoon het, kon dit nie dieselfde hoeveelheid vermindering in spiermassa toon soos klinies waargeneem word nie.
Dit het tot gevolg gehad dat Fevipiprant nie opgetree het deur die ontsteking alleen te verminder nie, maar ook spiermassa direk te beïnvloed. Eksperimente uitgevoer deur Rut Saunders by die Universiteit van Leicester, met spierselle wat van pasiënte geneem is, het voorgestel dat Fevipiprant die werwing van selle wat myofibroblaste genoem word, verminder, wat aan spiermassa tydens remodellering bydra.
Toe hierdie sekondêre kenmerk by die model gevoeg is, was die waargenome afname in die spiermassa van die virtuele pasiënt in ooreenstemming met kliniese data.
Verlaagde afhanklikheid van steroïede
Fevipiprant kan 'n potensiële terapie wees om lugweghervorming in asma te verbeter.
Die gebruik van hierdie middel kan pasiënte toelaat om hul afhanklikheid van hoë dosis steroïede te verminder, waarvan die newe-effekte gewigstoename, diabetes en hoë bloeddruk insluit.
Tweedens kan die "virtuele pasiënt" 'n rol speel in dwelmontwerp en -optimalisering, wat moontlik dwelmontwikkelingskoste kan verlaag.
Alhoewel dit meer toetse met ander terapieë benodig, is dit 'n mylpaal in pasiëntspesifieke modelle en beloof 'n nuwe era van presisie binne respiratoriese medisyne.
Oor Die Skrywer
Himanshu Kaul, Na-doktorale Genoot, Universiteit van British Columbia
Hierdie artikel is gepubliseer vanaf Die gesprek onder 'n Creative Commons lisensie. Lees die oorspronklike artikel.
verwante Boeke
at InnerSelf Market en Amazon
