Исследователи из Калифорнийского университета в Сан-Диего разработали модель, которую можно использовать для прогнозирования побочных эффектов препарата у разных пациентов. Исследование, подтверждающее концепцию, направлено на определение того, как разные люди будут реагировать на лекарственное лечение, и может помочь оценить, подходит ли препарат для конкретного пациента, на основе измерений, взятых из крови пациента.
"Мы заинтересованы не только в прогнозировании эффективности лекарства, но и в его побочных эффектах," сказал Бернхард Палссон, профессор биоинженерии Галетти из инженерной школы Джейкобса в Калифорнийском университете в Сан-Диего. "Побочные эффекты очень индивидуальны. Два разных человека могут принимать одно и то же лекарство, но у одного могут возникнуть побочные эффекты, а у другого – нет." Палссон и его команда опубликовали свое новое исследование в октябре. 28 в журнале Cell Systems.
"Должен быть хороший способ получить данные о побочных эффектах лекарства, прежде чем подвергать его воздействию большое количество людей. Эту прогностическую модель можно использовать, чтобы заранее выяснить, каковы эти побочные эффекты," сказал выпускник Калифорнийского университета в Сан-Диего Аараш Бордбар, который проводил это исследование, будучи докторантом.D. студент исследовательской группы системной биологии Палссона.
Исследователи заявили, что эта прогностическая модель будет чрезвычайно полезна для фармацевтических компаний на этапе разработки лекарств. Например, фармацевтические компании могут проводить прогностический скрининг лекарств перед клиническими испытаниями и определять, какие группы пациентов испытают побочные эффекты, а какие – нет.
Модель предсказывает, как вариации генов разных людей влияют на то, как они метаболизируют лекарство. Исследователи использовали данные о генотипах и метаболизме разных людей, чтобы построить персонализированные модели, имитирующие, как лекарство повлияет на определенный набор клеток в организме.
"Это уникальный подход для получения персонализированных, прогнозирующих и механистических описаний физиологии людей на основе их генетического и метаболического состава," сказал Палссон.
В этом исследовании ученые сосредоточились на моделировании побочных эффектов лекарств на эритроциты. Палссон и его команда интересовались эритроцитами, потому что они являются простейшими человеческими клетками и легко доступны из образцов крови. Кроме того, эритроцит предоставляет исследователям простую платформу для поиска маркеров здоровья, связанных с побочными эффектами лекарства.
Исследование основано на данных генома и метаболомики, полученных из образцов крови 24 человек. Исследователи использовали эти данные для создания персонализированной прогнозной модели для каждого человека. Затем исследователи использовали эти прогностические модели, чтобы понять – на метаболическом уровне – почему некоторые люди испытывали побочные эффекты рибавирина, препарата, используемого для лечения гепатита С, а другие – нет. Побочным эффектом рибавирина является то, что он вызывает анемию – состояние, характеризующееся снижением уровня эритроцитов – примерно у 8-10 процентов пациентов.
"Цель нашей прогностической модели – выявить определенные области в красных кровяных тельцах, которые могут повысить восприимчивость к этому побочному эффекту, и предсказать, что со временем может произойти с любым конкретным пациентом, принимающим этот препарат," сказал Бордбар.
Модель все еще находится на стадии подтверждения концепции, и исследователи заявили, что им нужно будет изучить гораздо больший размер выборки – сотни людей, а не десятки, – чтобы увидеть, как их прогностические возможности сохраняются.
"Это исследование является шагом вперед в демонстрации того, что пациентов можно лечить с учетом их генетической структуры," сказал Палссон.
В качестве следующего шага исследователи также стремятся разработать прогностические модели для тромбоцитов, которые сложнее эритроцитов. По словам исследователей, конечной целью является модель клеток печени, поскольку именно в печени метаболизируется большинство лекарств и проявляются многие побочные эффекты лекарств.