Penyelidikan yang diterbitkan dalam Perubatan Translational Sains pada bulan Februari 2019 menggunakan pesakit maya untuk menguji dadah, Fevipiprant. (Shutterstock)

A kajian baru-baru menunjukkan bahawa ubat gamechanger dipanggil Fevipiprant berjanji untuk mengurangkan risiko pesakit yang mengalami serangan asma dan dimasukkan ke hospital.

Ini adalah kali pertama ubat mengurangkan jisim otot licin saluran udara - penunjuk klinikal utama keterukan penyakit yang meningkatkan kemungkinan serangan asma yang lebih kerap dan juga kematian - dilaporkan.

Bersama-sama dengan Rod Smallwood, rakan sekerja Akademi Kejuruteraan Diraja British, saya membangunkan model komputer yang membolehkan kami mensimulasikan hasil dari a Ujian klinikal Fasa 2 - untuk meramalkan hasil terapi pada pesakit.

Percubaan asal dipimpin oleh Christopher Brightling, profesor klinikal dalam perubatan pernafasan di Universiti Leicester dan penyelaras utama Yayasan Paru-paru Eropah AirPROM.

Asma semakin biasa

Asma menjejaskan sekitar 339 juta orang di seluruh dunia, membunuh sebanyak 1,000 setiap hari, menurut Laporan Asma Global 2018.

Penyebaran asma semakin meningkat, dengan negara-negara berpendapatan rendah dan menengah paling banyak menderita - sebahagiannya, kerana ubat-ubatan penting tidak tersedia, tidak dapat digunakan atau kualiti tidak boleh dipercayai.

Asma disebabkan oleh set interaksi kompleks antara gen, sel dan persekitaran pesakit yang membawa kepada peningkatan otot otot licin saluran udara: proses yang dirujuk sebagai "pembentukan semula."

Seorang lelaki memakai topeng kesihatan di skytrain di Bangkok, Thailand, pada Februari 2019, untuk mengawal pencemaran udara dan habuk. (Shutterstock)

Jalan udara kami terdiri daripada beberapa jenis sel yang berlainan yang wujud bersama dalam keadaan yang sangat diperintahkan. Lumen saluran udara dilapisi oleh sel-sel epitel dan, di dalamnya, mesenchyme. Yang terakhir ini mengandungi sel-sel otot yang meningkatkan massa semasa asma. Satu lagi ciri penting saluran udara adalah sel-sel radang yang direkrut sekiranya berlaku cabaran asing (seperti alergen atau virus).

Dalam kesihatan, ketiga elemen ini berfungsi dengan harmoni untuk memastikan aliran udara yang berkesan dan tindak balas yang sesuai terhadap cabaran luaran. Dalam asma, interaksi harmonik ini dikompromi, mengakibatkan peningkatan massa otot.

Membangunkan strategi untuk merawat asma memerlukan pemahaman yang tepat tentang faktor-faktor yang menyumbang kepada kemunculan penyakit. Kita tidak boleh mencapai ini melalui percubaan sahaja kerana begitu banyak faktor menyumbang kepada penyakit ini. Dengan model matematik, kita boleh menggunakan hipotesis untuk membantu mengurangkan kerumitan sistem.

Kami membuat 'pesakit maya'

Dalam percubaan klinikal, Fevipiprant diperhatikan mengurangkan bilangan sel keradangan dan jisim otot.

Untuk memahami bagaimana, Saya membangunkan model matematik yang menggabungkan unsur epitel, mesenkim dan radang - untuk memahami apa yang bertanggungjawab untuk pembentukan semula saluran udara semasa asma.

Saya menggunakan sesuatu yang dipanggil "Pemodelan berasaskan agen" - pendekatan matematik yang bergantung kepada aturan-set yang mengatur interaksi antara pelbagai elemen model.

Saya telah membangunkan "pesakit maya" dengan asma yang teruk dan memberi mereka ubat maya. Saya memastikan bahawa model itu menangkap realiti biologi dengan pertama mentadbir Mepolizumab maya, yang membunuh sel keradangan di saluran udara. Prestasi pesakit maya adalah konsisten dengan hasil klinikal.

Saya kemudian memberikan Fevipiprant pesakit maya. Walaupun ia menunjukkan jumlah pengurangan yang sama dalam sel keradangan sebagai percubaan klinikal, ia gagal menunjukkan jumlah pengurangan yang sama dalam jisim otot seperti yang diperhatikan secara klinikal.

Ini membawa kepada kesimpulan bahawa Fevipiprant bertindak bukan dengan mengurangkan keradangan sahaja, tetapi juga secara langsung mempengaruhi massa otot. Eksperimen yang dijalankan oleh Ruth Saunders di Universiti Leicester, dengan sel-sel otot yang diambil dari pesakit mencadangkan bahawa Fevipiprant mengurangkan pengambilan sel yang dipanggil myofibroblast, yang menambah jisim otot semasa pembentukan semula.

Apabila ciri sekunder ini ditambah kepada model, pengurangan massa otot pesakit yang diperhatikan adalah konsisten dengan data klinikal.

Mengurangkan kebergantungan pada steroid

Fevipiprant boleh menjadi terapi berpotensi untuk memperbaiki pembentukan semula saluran udara dalam asma.

Menggunakan ubat ini boleh membolehkan pesakit mengurangkan kebergantungan mereka terhadap steroid dos tinggi, yang kesannya termasuk berat badan, diabetes dan tekanan darah tinggi.

Kedua, "pesakit maya" boleh memainkan peranan dalam reka bentuk dan pengoptimalan dadah, yang berpotensi menurunkan kos pembangunan dadah.

Walaupun ini memerlukan lebih banyak ujian dengan terapi lain, ia merupakan satu kejayaan dalam model khusus pesakit dan menjanjikan era baru ketepatan dalam ubat pernafasan.

Tentang Pengarang

Himanshu Kaul, Fellow Postdoctoral, University of British Columbia

Artikel ini diterbitkan semula daripada Perbualan di bawah lesen Creative Commons. Membaca artikel asal.

Buku-buku yang berkaitan

at InnerSelf Market dan Amazon