Το πρώτο μοντέλο υπολογιστή του είδους του προσομοιώνει μια κλινική δοκιμή που αξιολογεί δύο φάρμακα για το Αλτσχάιμερ

Το πρώτο μοντέλο υπολογιστή του είδους του προσομοιώνει μια κλινική δοκιμή που αξιολογεί δύο φάρμακα για το Αλτσχάιμερ

Υπολογίζεται ότι 6,2 εκατομμύρια Αμερικανοί ηλικίας 65 ετών και άνω ζουν με τη νόσο του Αλτσχάιμερ. Η Εθνική Ένωση Αλτσχάιμερ προβλέπει ότι ο αριθμός αυτός θα αυξηθεί στα 13,8 εκατομμύρια μέχρι το 2060, εκτός εάν αναπτυχθούν ιατρικές ανακαλύψεις που θα μπορούσαν να αποτρέψουν, να επιβραδύνουν ή να θεραπεύσουν την εξουθενωτική ασθένεια.

Οι επιστήμονες μπορεί να είναι ένα βήμα πιο κοντά σε μια τέτοια ανακάλυψη χάρη σε ένα μοναδικό μοντέλο υπολογιστή που προσομοίωσε επιτυχώς μια κλινική δοκιμή που αξιολογούσε την αποτελεσματικότητα πολλών θεραπειών για τη νόσο του Αλτσχάιμερ (AD).

«Το ονομάζουμε εικονική κλινική δοκιμή επειδή χρησιμοποιήσαμε πραγματικά, αποδεδειγμένα δεδομένα ασθενών για την προσομοίωση των αποτελεσμάτων υγείας», δήλωσε ο Wenrui Hao, αναπληρωτής καθηγητής μαθηματικών στο Penn State, ο οποίος είναι ο κύριος συγγραφέας και κύριος ερευνητής της μελέτης που δημοσιεύτηκε στο τεύχος Σεπτεμβρίου του περιοδικού PLoS Computational Biology. «Αυτό που βρήκαμε είναι σχεδόν ακριβώς συνεπές με τα αποτελέσματα προηγούμενων κλινικών δοκιμών, αλλά επειδή χρησιμοποιήσαμε εικονική προσομοίωση, είχαμε το πρόσθετο πλεονέκτημα ότι μπορούμε να συγκρίνουμε άμεσα την αποτελεσματικότητα διαφορετικών φαρμάκων σε μεγαλύτερες δοκιμαστικές περιόδους».

Χρησιμοποιώντας κλινικά δεδομένα και δεδομένα βιοδεικτών, οι ερευνητές δημιούργησαν ένα υπολογιστικό αιτιολογικό μοντέλο για τη διεξαγωγή εικονικών δοκιμών της εγκεκριμένης από τον FDA θεραπείας aducanumab, καθώς και μιας άλλης πολλά υποσχόμενης θεραπείας που βρίσκεται επί του παρόντος υπό έρευνα, της donanemab. Τα δύο φάρμακα είναι από τις πρώτες θεραπείες που έχουν σχεδιαστεί για να λειτουργούν άμεσα στην αιτία της νόσου και όχι απλώς στη θεραπεία των συμπτωμάτων.

Οι ερευνητές όρισαν το χρονικό πλαίσιο της μελέτης τόσο για μεσοπρόθεσμες (78 εβδομάδες) όσο και για μακροπρόθεσμες (10 έτη) περιόδους με σχήματα χαμηλής δόσης (6 mg/kg) και υψηλής δόσης (10 mg/kg) για το aducanumab και ένα σχήμα μίας δόσης (1400 mg) για το donanemab. Αυτές είναι οι ίδιες δόσεις που χρησιμοποιούνται στις δοκιμές σε ανθρώπους για έγκριση FDA.

Τα αποτελέσματά τους επιβεβαίωσαν αυτό που βρέθηκε σε πραγματικές κλινικές δοκιμές. Και τα δύο φάρμακα είχαν μεγάλη και διαρκή επίδραση στην αφαίρεση των βήτα-αμυλοειδών πλακών, ενός πεπτιδίου που βρίσκεται στον εγκέφαλο των ατόμων με νόσο Αλτσχάιμερ. Η ομάδα διαπίστωσε επίσης ότι και οι δύο θεραπείες είχαν μικρή επίδραση στην επιβράδυνση της γνωστικής έκπτωσης στους ασθενείς, αν και η δονανεμάμπη ήταν ελαφρώς πιο αποτελεσματική από το aducanumab σε μια προσομοίωση 10ετούς περιόδου.

Με περισσότερες από 10 θεραπείες κατά των αμυλοειδών σε εξέλιξη, ένα σημαντικό ερώτημα είναι ποια είναι καλύτερη. Συχνά απαιτούνται δεκάδες εκατομμύρια δολάρια και πολλά χρόνια για να γίνει μια παράπλευρη σύγκριση των ναρκωτικών. Η μελέτη μας έδειξε ότι η επίδραση αυτών των δύο αντιαμυλοειδών φαρμάκων στην επιβράδυνση της γνωστικής έκπτωσης είναι στην πραγματικότητα αρκετά μέτρια – και σχεδόν μη ανιχνεύσιμη όταν χορηγούνται αργά».

Δρ. Jeffrey Petrella, καθηγητής ακτινολογίας και διευθυντής του Ερευνητικού Εργαστηρίου Απεικόνισης Alzheimer, Πανεπιστήμιο Duke

Ηλεκτρονικό βιβλίο για εργαστηριακή διάγνωση και αυτοματισμό

Συγκέντρωση των κορυφαίων συνεντεύξεων, άρθρων και ειδήσεων του περασμένου έτους. Κάντε λήψη ενός αντιγράφου σήμερα

Ο Δρ. Jeffrey Petrella είναι ο συνεργάτης και ο κύριος ερευνητής της μελέτης.

Ο Πετρέλα εξήγησε ότι εξακολουθούν να υπάρχουν ερωτήματα στην ιατρική κοινότητα σχετικά με την αποτελεσματικότητα της αφαίρεσης αμυλοειδών πλακών και εάν η θεραπεία, η οποία χορηγείται κάθε μήνα ενδοφλεβίως, πράγματι αποτρέπει ή καθυστερεί τη γνωστική έκπτωση.

«Αυτή η αβεβαιότητα, σε συνδυασμό με το ποσοστό αποτυχίας 99 τοις εκατό των δοκιμών άλλων κατηγοριών θεραπειών AD, έχει τις ρίζες της σε μια ελλιπή κατανόηση των πολύπλοκων μηχανισμών που οδηγούν στην AD και πώς η εξέλιξη της νόσου και η ανταπόκριση στη θεραπεία μπορεί να διαφέρουν από άτομο σε άτομο», γράφουν οι ερευνητές. "Ως εκ τούτου, είναι πιθανό ότι η εξατομικευμένη θεραπεία θα πρέπει να παίξει κεντρικό ρόλο στη μελλοντική θεραπεία και συμβουλευτική των ασθενών με AD."

Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν επίσης το μοντέλο τους για να αναπτύξουν εξατομικευμένα σχέδια θεραπείας για μεμονωμένους εικονικούς ασθενείς, λαμβάνοντας υπόψη τις πιθανές παρενέργειες της αντιαμυλοειδούς θεραπείας, όπως οίδημα και αιμορραγία του εγκεφάλου, πονοκεφάλους, ζάλη, ναυτία, σύγχυση και προβλήματα όρασης. Τα αποτελέσματα της ομάδας δείχνουν ότι το βέλτιστο θεραπευτικό σχήμα αυξάνει σταδιακά τη δόση μέχρι να φτάσει στη μέγιστη δόση και συνεχίζει σε σταθερή κατάσταση.

«Στόχος μας ήταν να ελαχιστοποιήσουμε τη γνωστική έκπτωση, ελαχιστοποιώντας ταυτόχρονα τη δόση της θεραπείας για να περιορίσουμε τις σχετικές παρενέργειες», δήλωσε η Suzanne Lenhart, Καθηγήτρια Μαθηματικών στο Πανεπιστήμιο του Tennessee, Knoxville, που εργάστηκε στη μελέτη. «Το μοντέλο μας θα υποδεικνύει το βέλτιστο επίπεδο θεραπείας του φαρμάκου με την πάροδο του χρόνου, αλλά ίσως το πιο σημαντικό, θα παρέχει το βέλτιστο εξατομικευμένο σχέδιο θεραπείας για κάθε ασθενή».

Χρησιμοποιώντας το πλαίσιο που ανέπτυξαν, οι ερευνητές θα επιδιώξουν τώρα να εφαρμόσουν υπολογιστική μοντελοποίηση για βέλτιστη θεραπεία σε άλλες μεμονωμένες και συνδυαστικές θεραπείες AD που αξιολογούνται επί του παρόντος και να ενσωματώσουν νέα δεδομένα από κλινικές δοκιμές στο μοντέλο τους καθώς θα είναι διαθέσιμα.

Οι ερευνητές αναγνώρισαν ότι τέτοιες εικονικές μελέτες περιλαμβάνουν πολυάριθμες υποθέσεις που βασίζονται σε στοιχεία σχετικά με την παθογένεια της νόσου, τους θεραπευτικούς μηχανισμούς, τις παρενέργειες και μια ποικιλία άλλων παραγόντων που θα μπορούσαν να επηρεάσουν το αποτέλεσμα.

«Παρά αυτούς τους περιορισμούς, αυτό είναι το πρώτο βήμα προς προσαρμοσμένες κλινικές δοκιμές», είπε ο Petrella. "Δείξαμε ότι αυτό το είδος μοντέλου μπορεί να λειτουργήσει. Οραματίζομαι να χρησιμοποιείται ως εργαλείο ακριβείας για τη βελτίωση των πραγματικών κλινικών δοκιμών και τη βελτιστοποίηση των δόσεων και των συνδυασμών φαρμάκων για μεμονωμένους ασθενείς."

Η εργασία υποστηρίχθηκε από το Εθνικό Ίδρυμα Επιστημών.

Πηγή:

Πενσυλβάνια

Αναφορά:

Hao, W., et αϊ. (2022) Βέλτιστη αντι-αμυλοειδές βήτα θεραπεία για τη νόσο του Αλτσχάιμερ μέσω εξατομικευμένου μαθηματικού μοντέλου. PLOS Υπολογιστική Βιολογία. doi.org/10.1371/journal.pcbi.1010481.

.