Hogyan keverjük össze a tökéletes (gyógyszeres) koktélt

A kábítószer-koktélok, például a rák kezelésére szolgáló koktélok a legjobbak, ha a megfelelő összetevőket megfelelő arányban keverik össze - csakúgy, mint a helyi bárban kínált alkoholos változatok. És az általunk általában fogyasztott koktélokhoz hasonlóan a részek összege is jobb lehet, mint az önálló összetevők - vagy nem kívánt mellékhatások maradhatnak bennünk. A Proceedings of the National Academy of Science (PNAS) kiadványban megjelent új professzor, Uri Alon, a Weizmann Tudományos Intézet Molekuláris Sejtbiológiai Tanszékének csoportjában kifejlesztett új modell egyszerűsítheti a kábítószer-koktélok optimális keverékeinek azonosítását - - még akkor is, ha nagy számú összetevőre van szükség.

össze

A kábítószer-koktélokat - mind az antibiotikumokat, mind a rákelleneseket - egyre inkább használják, mert többek között a kórokozó sejtek egyszerre többféle módszerrel történő megtámadása csökkentheti a gyógyszerrezisztencia kockázatát. Az orvosokat és a gyógyszergyárakat pedig érdekli a gyógyszerek "mixológiájának" előrehaladása, mivel ez segíthet új alkalmazások létrehozásában a meglévő gyógyszerek számára, mivel az újak fejlesztése költséges és lassan jut el a piacra.

De a gyógyszerek összeadása általában nem csak a hatásaik összegét eredményezi. Például az egyik gyógyszer riaszthatja a sejtben lévő mechanizmusokat, amelyek a többi gyógyszert kiszorítják a sejtből, megváltoztatva ezzel azt az adagot, amelyen a többi gyógyszer hatékony lesz. Ezzel ellentétben a mellékhatások összeadódhatnak, ezért a kutatók gyakran szeretnék azonosítani az adott gyógyszer lehető legalacsonyabb dózisát. Ha a kemoterápiás koktélokba általában négy vagy több gyógyszert adnak össze, a lehetséges kombinációk és dózisok száma csillagászati: lehetetlen lenne mindet tesztelni, hogy elérjük az optimális keveréket. Ezt az akadályt "kombinatorikus robbanási problémának" nevezik.

A drogok összeadása általában nem csupán a hatásaik összegét eredményezi. A kombinatorikus robbanási probléma miatt - állítják Anat Zimmer és Itay Katzir kutató hallgatók, akik a tanulmányt vezetik - a kábítószer-koktélokat gyakran elkészítik anélkül, hogy bármilyen jó módszerrel meg lehetne jósolni a végeredményt. Zimmer, Katzir és Prof. Alon kifejlesztettek egy módszert, amely csak kis számú mérést igényel a gyógyszerpárokon, elkerülve ezzel a csillagászati ​​számú mérés szükségességét.

A vizsgálatokat humán rákos sejtekkel vagy laboratóriumi edényekben növesztett baktériumokkal végzik. A csoport minden gyógyszert - külön-külön és párban - tesztelt, hogy megértse a hatásokat több különböző dózisban. Ez lehetővé tette a kutatók számára annak megállapítását, hogy az A gyógyszer hogyan befolyásolja a B gyógyszer hatásait, és fordítva; az új matematikai modellt ezután extrapolálták három, négy és több gyógyszer együttes kölcsönhatásainak előrejelzésére. További tesztek azt mutatták, hogy a modell jobban teljesít, mint a kombinatorikus robbanási probléma kezelésének jelenlegi módszerei; így a modellt használó kutatóknak nem kell minden lehetséges kombinációt tesztelniük ahhoz, hogy elérjék az optimális dózisokat a kábítószer-koktélokban.

"Sürgősen szükség van olyan módszerekre, amelyek képesek megjósolni a kábítószer-koktélok működését" - mondja Katzir. "Ez a modell a drága találgatások nagy részét kivonhatja az ilyen koktélok kifejlesztésének folyamatából."

"A modell különösen hasznos lehet a személyre szabott orvoslás számára - például rákos megbetegedések esetén -, mert minden tumor másképp reagálhat ugyanazokra a gyógyszerekre" - teszi hozzá Zimmer. "Ez lehetővé teszi a tökéletes koktél keverését anélkül, hogy ki kellene próbálni az összes lehetséges kombinációt."