Болезнь Альцгеймера: разработка препаратов in silico
Российские математики ускорят создание лекарства от болезни Альцгеймера
Ученые из Института системной биологии разработали математическую модель, которая позволяет оценивать эффективность потенциальных лекарств от болезни Альцгеймера, не проводя опыты на добровольцах или животных, говорится в статье, опубликованной в журнале CPT: Pharmacometrics & Systems Pharmacology (Karelina et al., A translational systems pharmacology model for Aβ kinetics in mouse, monkey, and human).
«Мы создали структурную модель, откалиброванную на большом массиве данных. С помощью нее очень легко сопоставить результаты анализов цереброспинальной жидкости с реальными процессами в мозге пациента. Фактически, теперь мы сможем оценивать, будет работать препарат или нет заранее, зная его параметры. Это значительно ускорит разработку терапии и улучшит точность ее подбора», – рассказывает Татьяна Карелина из Института системной биологии в Москве, чьи слова приводит пресс-служба организации.
Считается, что болезнь Альцгеймера вызывается накоплением внутри нейронов патогенного вещества, белка бета-амилоида. Он образуется из «обрезков» белка APP, который участвует в процессах починки поврежденных нейронов и в формировании связей между ними. Нарушения в переработке старых молекул этого белка приводят к появлению бляшек бета-амилоида и уничтожению нервных клеток.
За последние годы ученые создали десятки прототипов лекарств от болезни Альцгеймера, очищающие клетки от бета-амилоида или препятствующие их формированию. Все эти препараты или не дошли до клинических испытаний из-за мощнейших побочных эффектов, или провалились в них, что заставило многих исследователей считать, что болезнь Альцгеймера может быть не связана с белком APP и нарушениями в его «утилизации».
Татьяна Карелина и ее коллеги по институту, а также специалисты компании Pfizer решили подойти к этой проблеме с другой стороны, создав компьютерную модель формирования бляшек бета-амилоида и развития болезни Альцгеймера, которая может предсказывать, как поведет себя тот или иной препарат в организме пациента на разных стадиях развития болезни.
Эта модель, как рассказывают ученые, учитывает в себе различия в работе мозга приматов, мышей и людей, что крайне важно для понимания того, как будут соотноситься результаты опытов на животных и возможное действие разных прототипов лекарств от болезни Альцгеймера на клетки мозга человека.
Как показали расчеты российских ученых, предыдущие провалы в клинических экспериментах могут быть связаны с тем, что их авторы «напрямую» переносили результаты опытов на мышах на человека с поправкой на разницу в массе и скорости метаболизма. Это, как оказалось, было абсолютно некорректным подходом.
Математические уравнения, выведенные учеными, показали, что у грызунов и высших приматов не только отличается скорость производства бета-амилоида и активность некоторых генов, связанных с болезнью Альцгеймера, но и барьер между мозгом и кровеносной системой устроен у них совсем по-другому. С другой стороны, существенной разницы между человеком и обезьяной Карелина и ее коллеги не нашли, что позволяет использовать итоги опытов на приматах для создания лекарства.
Как отмечают исследователи, их модель даже позволила предсказать, что оптимальная схема приема лекарств нового поколения будет заключаться в максимальном дроблении дозы вещества в течение дня. По словам ученых, их наработки уже заинтересовали представителей фармацевтической индустрии и они ведут с ними переговоры по их внедрению в процесс разработки лекарств от болезни Альцгеймера.
Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru
22.06.2017