Какую дозу лекарства вы даете ребенку? Это во многом зависит от того, как быстро почки выводят лекарство из крови. По этическим причинам это невозможно измерить непосредственно у маленьких пациентов. Ph.D. кандидат Синциана Кристя объединила различные типы моделирования и множество данных, чтобы узнать больше.
"Мы хотели узнать больше о роли, которую играют почки в выводе лекарств для разных типов лекарств и в разном возрасте," говорит Кристя из Лейденского академического центра исследований в области лекарственных средств. "Клиренс лекарства почками называется почечным клиренсом. В нашем исследовании мы рассмотрели два почечных процесса: клубочковую фильтрацию и активную канальцевую секрецию. Чем лучше мы понимаем эти процессы и их вклад в выведение лекарства почками, тем лучше мы сможем предсказать, как быстро лекарство выводится из крови. В сочетании с возрастными изменениями почечного клиренса наши модели могут использоваться для определения наиболее безопасной и эффективной дозы лекарства для детей разного возраста."
Моделирование при отсутствии реальных данных
Поскольку очевидно, что нельзя тестировать лекарства на здоровых детях, исследователям пришлось использовать компьютерные модели и данные реальных пациентов, чтобы ответить на их вопросы. Первый подход, который они использовали, называется моделированием на основе физиологии. При этом используются характеристики лекарственного средства, такие как pH и молекулярная масса молекулы лекарственного средства, и объединяются их с характеристиками тела пациента, такими как кровоток, размер и количество органов, а также активность почечных транспортеров. С помощью этих входных данных модель может прогнозировать концентрацию лекарства и, следовательно, клиренс лекарства с течением времени. "Это идеальный метод, когда вам не хватает реальных измерений, потому что вы можете найти много необходимой информации в литературе," объясняет Cristea. Однако пока доступна не вся необходимая информация. "Нам особенно не хватало информации о численности и активности переносчиков у детей, которую сложно измерить экспериментально."
Больные дети внесли свой вклад в исследование
Уникальность исследования Кристи в том, что она объединила этот подход с другой формой моделирования, чтобы заполнить пробелы. "Этот второй подход требовал измерений на нескольких больных детях. После того, как они получили лекарство, врачи измерили его концентрацию в крови с течением времени. Из этих измерений детей разного возраста мы могли определить, как клиренс наркотиков изменяется с возрастом. Сравнивая эти знания с прогнозами физиологической модели, мы в конечном итоге смогли оценить последний неизвестный фактор: созревание почечных транспортеров."
Прогнозы для нескольких препаратов
Таким образом, Кристеа и ее коллеги смогли определить созревание двух важных почечных транспортеров, OAT1 и OAT3. Не взяв образцы почек у детей, они нашли математическое уравнение, которое показало, что этот переносчик быстро созревает в первый год жизни. Более того, исследователи подтвердили, что они также могут использовать это уравнение для прогнозирования почечного клиренса у детей лекарств, которые выводятся этими переносчиками.
Кристя заключает, что "другие исследователи и мы теперь можем использовать эти модели для дальнейшей количественной оценки созревания других почечных транспортеров. Замечательно, что такие модели уменьшают потребность в сборе данных с настоящих почек и улучшают безопасность и эффективность лекарств для больных детей."