Počas rokov liečby lekári ošetrujúci HIV nakazených vypozorovali vzťah medzi tým, ako poctivo užívajú lieky, ktoré im predpísali a tým, ako si vírus voči nim vyvíja rezistenciu. Staršia štúdia preukázala, že vzťah medzi dodržiavaním užívania liekov a odolnosťou vírusu sa líši pre každý jeden z liekov, ktoré vytvárajú „kokteil“ liekov na kontrolu ochorenia.
Najnovší výskum vedený harvardskými vedcami by mohol pomôcť vysvetliť, prečo tieto odlišnosti existujú a mohol by lekárom pomôcť rýchlo a lacno navhnúť nové kombinácie liekov s nižším rizikom toho, že si voči nim vírus vybuduje odolnosť. Ako uviedol časopis Nature Medicine v najnovšom vydaní, tím vedcov vedený profesorom matematiky a biológie Martinom Nowakom vyvinul spôsob, ako namodelovať účinky rôznych liečív a predpovedať, či si proti nim vírus vybuduje rezistenciu.
„Ide o prototyp, ktorý prostredníctvom modelovania umožní predpovedať, či pacient na konkrétnom stupni liečby je náchylný na to, aby si voči nej vybudoval odolnosť,“ vysvetľuje spoluautorka štúdie Alison Hillová. „V porovnaní s klinickými testmi, táto metóda ponúka pomerne jednoduchý spôsob, ako tieto predpovede vypracovávať. A ako spomíname v štúdii, naše výsledky sa zhodujú s tými, ktoré vytvárajú lekári v reálnych klinikých podmienkach.“
Podľa Nowaka jedným z hlavných prínosov novej techniky by malo byť eliminovanie dohadov, ktoré vyplývajú z metódy pokusov a omylov, ktorá sa doteraz využívala. „Tento matematický nástroj pomôže nadizajnovať klinické štúdie v počítačovom prostredí. Náš prístup využíva matematické chápanie vývoja, aby sa proces viac zmechanizoval," povedal Nowak.
Vytvorenie modelu, ktorý by bol schopný vytvárať presné predpovede, však vyžaduje obrovské množstvo dát. Aby získali potrebné dáta, obrátili sa Alison Hillová a Daniel Scholes Rosenbloom z výskumného tímu na profesora molekulárnej medicíny a genetiky Robert F. Siliciano, ktorý na Johns Hopkins University Medical School spolu s postgraduálnym študentom Alirezom Rabim skúmajú, ako vírus HIV reaguje na rôzne množstvo liekov.
Na obrázku vírus HIV napáda a infikuje druh lymfocytu, takzvanú T4 bunku. Vírus potom vloží svoj vlastný genetický materiál do DNA napadnutej bunky. Tá potom vyrába kópie víru.
Tieto údaje kriticky preverili model, ktorý nasimulovali Hillová, Rabi a Rosenbloom, pretože množstvá liekov v tele pacienta - dokonca aj toho, ktorý ich berie ukážkovo - sa líšia. Keď je úroveň lieku nízka, ako je to medzi dvoma dávkami alebo ak pacient dávku vynechá, vírus sa ľahšie množí a rozširuje. Vyššia úroveň lieku, naopak, môže udržiavať vírus takpovediac v pozore, ale tiež narastá riziko zmutovaných kmeňov, ktoré vedie k rezistencii voči lieku.
Vybavení údajmi od Johna Hopkinsa vytvorili harvardskí vedci počítačový model, ktorý by mal predpovedať či a ako veľmi vírus, alebo jeho rezistentný kmeň, narástol v závislosti od toho, ako prísne pacient dodržiava režim užívania liekov.
„Náš model je v podstate simuláciou toho, čo sa deje počas liečby,“ hovorí Rosenbloom. „Vtyvorili sme rad simulovaných pacientov, z ktorých každý má odlišné vlastnosti, a potom sme si povedali: Predstavme si, že títo pacienti majú 60-percentnú úspešnosť dodržiavania liečby. Teda berú 60 percent liekov, ktoré majú. Model nám môže povedať, ako sa mení koncentrácia liekov v priebehu času, a na základe toho môžeme povedať, či vírus rastie alebo sa zmenšuje, a či je v stave, keď si s veľkou pravdepodobnosťou vyvinie rezistencu."Tento model potom môže slúžiť ako vodidlo pre výskumných pracovníkov pri vývoji nových liekových kombinácií v boji proti HIV.
Vedúci výskumného tímu profesor Martin Nowak. |
Vedci by však chceli zájsť ešte ďalej. Hillová s Rosenbloomom uviedli, že plánujú pokračovať vo vylepšovaní modelu pridávaním ďalších faktorov ako viacnásobné zmutované rezistentné kmene vírusu či variovanie koncentrácie liekov v iných častiach tela. „Prototyp sa totiž zameriava na koncentráciu liekov v krvnej plazme,“ vysvetľuje Rosenbloom, „ale množstvo liekov nezasahuje napríklad mozog alebo žalúdok s rovnakou intenzitou, preto je dôležité, aby model zohľadňoval aj možnosť, že v týchto častiach tela nemusí byť koncentrácia taká vysoká.“
Hlavným prínosom každopádne bude, že modelovanie prinesie novú nádej pacientom tým, že umožní lekárom vytvoriť lepšie, lacnejšie a účinnejšie typy liečby.
Zdroj: sciencedaily.com