Първият по рода си компютърен модел симулира клинично изпитване, оценяващо две лекарства за Алцхаймер

Първият по рода си компютърен модел симулира клинично изпитване, оценяващо две лекарства за Алцхаймер

Приблизително 6,2 милиона американци на възраст 65 и повече години живеят с болестта на Алцхаймер. Националната асоциация на Алцхаймер прогнозира, че този брой ще нарасне до 13,8 милиона до 2060 г., освен ако не бъдат разработени медицински пробиви, които биха предотвратили, забавили или излекували инвалидизиращата болест.

Учените може да са една стъпка по-близо до такъв пробив благодарение на уникален компютърен модел, който успешно симулира клинично изпитване, оценяващо ефективността на няколко лечения за болестта на Алцхаймер (AD).

„Ние наричаме това виртуално клинично изпитване, защото използвахме реални, деидентифицирани данни на пациенти, за да симулираме здравни резултати“, каза Венруй Хао, доцент по математика в Penn State, който е водещ автор и главен изследовател на изследването, публикувано в септемврийския брой на списанието PLoS Computational Biology. „Това, което открихме, почти напълно съответства на резултатите от предишни клинични изпитвания, но тъй като използвахме виртуална симулация, имахме допълнителното предимство да можем директно да сравняваме ефективността на различни лекарства за по-дълги периоди на изпитване.“

Използвайки клинични данни и данни от биомаркери, изследователите създадоха изчислителен причинно-следствен модел за провеждане на виртуални изпитания на одобреното от FDA лечение aducanumab, както и друга обещаваща терапия, която в момента се проучва, donanemab. Двете лекарства са сред първите лечения, предназначени да действат директно върху причината за заболяването, а не само да лекуват симптомите.

Изследователите определят времевата рамка на проучването както за средносрочни (78 седмици), така и за дългосрочни (10 години) периоди с ниски дози (6 mg/kg) и високи дози (10 mg/kg) за адуканумаб и режим с единична доза (1400 mg) за донанемаб. Това са същите дози, използвани в изпитванията върху хора за одобрение от FDA.

Техните резултати потвърдиха това, което беше установено в реални клинични изпитвания. И двете лекарства имаха голям и дълготраен ефект върху премахването на бета-амилоидните плаки, пептид, открит в мозъците на хора с болестта на Алцхаймер. Екипът установи също, че и двете лечения имат малък ефект върху забавянето на когнитивния спад при пациентите, въпреки че донанемаб е малко по-ефективен от адуканумаб за симулиран 10-годишен период.

С над 10 антиамилоидни терапии в процес на разработка, важен въпрос е коя е по-добра. Често са необходими десетки милиони долари и много години, за да се направи едно до друго сравнение на лекарства. Нашето проучване показа, че ефектът на тези две антиамилоидни лекарства върху забавянето на когнитивния спад всъщност е доста скромен – и почти неоткриваем, когато се дава късно.“

Д-р Джефри Петрела, професор по радиология и директор на Лабораторията за изследване на изображения на Алцхаймер, Университет Дюк

Електронна книга за лабораторна диагностика и автоматизация

Компилация от най-добрите интервюта, статии и новини от последната година. Изтеглете копие днес

Д-р Джефри Петрела е сътрудник и съглавен изследовател на изследването.

Петрела обясни, че все още има въпроси в медицинската общност относно ефективността на премахването на амилоидните плаки и дали лечението, което се прилага ежемесечно интравенозно, всъщност предотвратява или забавя когнитивния спад.

„Тази несигурност, съчетана с 99-процентния процент на неуспех на изпитванията на други класове лечения на AD, се корени в непълното разбиране на сложните механизми, които водят до AD и как прогресията на заболяването и отговорът на лечението може да варира от индивид до индивид“, пишат изследователите. "Следователно е вероятно персонализираното лечение да играе централна роля в бъдещото лечение и консултиране на пациенти с AD."

Изследователите също така са използвали модела си, за да разработят персонализирани планове за лечение на отделни виртуални пациенти, като вземат предвид възможните странични ефекти от антиамилоидната терапия, като мозъчен оток и кървене, главоболие, световъртеж, гадене, объркване и проблеми със зрението. Резултатите на екипа показват, че оптималният режим на лечение постепенно увеличава дозата, докато достигне максимална доза и продължава в стабилно състояние.

„Нашата цел беше да сведем до минимум когнитивния спад, като същевременно сведем до минимум дозата на лечението, за да ограничим свързаните с това странични ефекти“, каза Сузане Ленхарт, професор по математика на канцлера в Университета на Тенеси, Ноксвил, която работи върху проучването. „Нашият модел ще покаже оптималното ниво на лечение на лекарството с течение на времето, но може би по-важното е, че ще осигури оптимален персонализиран план за лечение за всеки пациент.“

Използвайки разработената от тях рамка, сега изследователите ще се стремят да прилагат изчислително моделиране за оптимално лечение към други единични и комбинирани терапии за AD, които в момента се оценяват, и ще включат нови данни от клинични изпитвания в техния модел, когато станат налични.

Изследователите признават, че такива виртуални проучвания включват множество основани на доказателства предположения относно патогенезата на заболяването, терапевтични механизми, странични ефекти и различни други фактори, които биха могли да повлияят на резултата.

„Въпреки тези ограничения, това е първата стъпка към персонализирани клинични изпитвания“, каза Петрела. „Ние показахме, че този тип модел може да работи. Предвиждам го да бъде използван като прецизен инструмент за подобряване на действителните клинични изпитвания и оптимизиране на дозите и комбинациите от лекарства за отделните пациенти.“

Работата беше подкрепена от Националната научна фондация.

източник:

Пенсилвания

Справка:

Hao, W., et al. (2022) Оптимална анти-амилоидна бета терапия за болестта на Алцхаймер чрез персонализиран математически модел. PLOS изчислителна биология. doi.org/10.1371/journal.pcbi.1010481.

.