يحاكي أول نموذج حاسوبي من نوعه تجربة سريرية لتقييم اثنين من أدوية مرض الزهايمر

يحاكي أول نموذج حاسوبي من نوعه تجربة سريرية لتقييم اثنين من أدوية مرض الزهايمر

ما يقدر بنحو 6.2 مليون أمريكي يبلغون من العمر 65 عامًا فما فوق يعيشون مع مرض الزهايمر. وتتوقع الجمعية الوطنية لمرض الزهايمر أن يرتفع هذا العدد إلى 13.8 مليون بحلول عام 2060 ما لم يتم تطوير اختراقات طبية من شأنها أن تمنع المرض المنهك أو تبطئه أو تعالجه.

قد يكون العلماء على بعد خطوة واحدة من هذا الإنجاز بفضل نموذج كمبيوتر فريد نجح في محاكاة تجربة سريرية تقيم فعالية العديد من العلاجات لمرض الزهايمر (AD).

قال وينروي هاو، الأستاذ المساعد للرياضيات في ولاية بنسلفانيا والمؤلف الرئيسي والمحقق الرئيسي للدراسة المنشورة في عدد سبتمبر من مجلة PLoS Computational Biology: "نحن نطلق على هذه التجربة السريرية الافتراضية لأننا استخدمنا بيانات مريض حقيقية غير محددة الهوية لمحاكاة النتائج الصحية". "ما وجدناه يتوافق تمامًا تقريبًا مع نتائج التجارب السريرية السابقة، ولكن لأننا استخدمنا المحاكاة الافتراضية، فقد كانت لدينا ميزة إضافية تتمثل في القدرة على المقارنة المباشرة لفعالية الأدوية المختلفة على مدى فترات تجريبية أطول."

وباستخدام البيانات السريرية وبيانات العلامات الحيوية، أنشأ الباحثون نموذجًا سببيًا حسابيًا لإجراء تجارب افتراضية للعلاج المعتمد من إدارة الغذاء والدواء الأمريكية "أدوكانوماب"، بالإضافة إلى علاج واعد آخر قيد التحقيق حاليًا، وهو دونانيماب. ويعد هذان الدواءان من بين العلاجات الأولى المصممة للعمل مباشرة على سبب المرض بدلا من علاج الأعراض فقط.

حدد الباحثون الإطار الزمني للدراسة لكل من الفترات المتوسطة (78 أسبوعًا) والطويلة الأجل (10 سنوات) بجرعة منخفضة (6 مجم / كجم) وجرعة عالية (10 مجم / كجم) من عقار أدوكانوماب، ونظام جرعة واحدة (1400 مجم) من عقار دونانيماب. هذه هي نفس الجرعات المستخدمة في التجارب البشرية للحصول على موافقة إدارة الغذاء والدواء.

وأكدت نتائجهم ما تم العثور عليه في التجارب السريرية الفعلية. كان لكلا العقارين تأثير كبير ودائم على إزالة لويحات بيتا أميلويد، وهو الببتيد الموجود في أدمغة الأشخاص المصابين بمرض الزهايمر. ووجد الفريق أيضًا أن كلا العلاجين كان لهما تأثير صغير على إبطاء التدهور المعرفي لدى المرضى، على الرغم من أن الدونانيماب كان أكثر فعالية قليلًا من الأدوكانوماب على مدار فترة محاكاة مدتها 10 سنوات.

مع وجود أكثر من 10 علاجات مضادة للأميلويد قيد التطوير، فإن السؤال المهم هو أيهما أفضل. غالبًا ما يستغرق الأمر عشرات الملايين من الدولارات وسنوات عديدة لإجراء مقارنة بين الأدوية جنبًا إلى جنب. أظهرت دراستنا أن تأثير هذين العقارين المضادين للأميلويد على إبطاء التدهور المعرفي هو في الواقع متواضع للغاية - ويكاد يكون غير قابل للاكتشاف عندما يتم إعطاؤهما في وقت متأخر.

الدكتور جيفري بيتريلا، أستاذ الأشعة ومدير مختبر أبحاث تصوير الزهايمر بجامعة ديوك

كتاب إلكتروني عن التشخيص المختبري والأتمتة

تجميع لأهم المقابلات والمقالات والأخبار من العام الماضي. تحميل نسخة اليوم

الدكتور جيفري بيتريلا هو المتعاون والباحث الرئيسي المشارك في الدراسة.

وأوضح بيتريلا أنه لا تزال هناك أسئلة في المجتمع الطبي حول فعالية إزالة لويحات الأميلويد وما إذا كان العلاج، الذي يُعطى شهريًا عن طريق الوريد، يمنع بالفعل أو يؤخر التدهور المعرفي.

وكتب الباحثون: "إن عدم اليقين هذا، إلى جانب معدل الفشل بنسبة 99% في تجارب الفئات الأخرى من علاجات مرض الزهايمر، متجذر في الفهم غير الكامل للآليات المعقدة التي تؤدي إلى مرض الزهايمر وكيف يمكن أن يختلف تطور المرض والاستجابة للعلاج من فرد لآخر". "لذلك من المحتمل أن يلعب العلاج الشخصي دورًا مركزيًا في العلاج والاستشارة المستقبلية للمرضى الذين يعانون من مرض الزهايمر."

استخدم الباحثون أيضًا نموذجهم لتطوير خطط علاج شخصية للمرضى الافتراضيين بشكل فردي، مع الأخذ في الاعتبار الآثار الجانبية المحتملة للعلاج المضاد للأميلويد، مثل تورم الدماغ والنزيف والصداع والدوار والغثيان والارتباك ومشاكل الرؤية. وتظهر نتائج الفريق أن نظام العلاج الأمثل يزيد الجرعة تدريجياً حتى يصل إلى الجرعة القصوى ويستمر في حالة مستقرة.

وقالت سوزان لينهارت، أستاذة الرياضيات في جامعة تينيسي، نوكسفيل، والتي عملت في الدراسة: "كان هدفنا هو تقليل التدهور المعرفي مع تقليل جرعة العلاج للحد من الآثار الجانبية المرتبطة به". "سيشير نموذجنا إلى مستوى العلاج الأمثل للدواء مع مرور الوقت، ولكن ربما الأهم من ذلك، أنه سيوفر خطة العلاج الشخصية المثالية لكل مريض."

وباستخدام الإطار الذي طوروه، سيسعى الباحثون الآن إلى تطبيق النمذجة الحسابية للعلاج الأمثل على علاجات مرض الزهايمر الفردية والمركبة الأخرى التي يتم تقييمها حاليًا ودمج بيانات جديدة من التجارب السريرية في نموذجهم عندما تصبح متاحة.

واعترف الباحثون بأن مثل هذه الدراسات الافتراضية تتضمن العديد من الافتراضات القائمة على الأدلة فيما يتعلق بإمراض المرض، والآليات العلاجية، والآثار الجانبية، ومجموعة متنوعة من العوامل الأخرى التي يمكن أن تؤثر على النتيجة.

وقال بيتريلا: "على الرغم من هذه القيود، فهذه هي الخطوة الأولى نحو تجارب سريرية مخصصة". "لقد أظهرنا أن هذا النوع من النماذج يمكن أن ينجح. وأتصور أنه سيتم استخدامه كأداة دقيقة لتحسين التجارب السريرية الفعلية وتحسين الجرعات ومجموعات الأدوية للمرضى الأفراد."

تم دعم العمل من قبل المؤسسة الوطنية للعلوم.

مصدر:

بنسلفانيا

مرجع:

هاو، دبليو، وآخرون. (2022) العلاج الأمثل بيتا المضاد للأميلويد لمرض الزهايمر عبر نموذج رياضي شخصي. PLOS علم الأحياء الحسابي. doi.org/10.1371/journal.pcbi.1010481.

.