Medycyna systemowa w odkrywaniu leków
Patologia chorób złożonych jest związana z różnorodnymi mechanizmami i szlakami, a najlepszym sposobem na walkę z nią jest zastosowanie kombinacji terapii, ukierunkowanych na poszczególne szlaki. W tym scenariuszu mogą przydać się modele obliczeniowe wykorzystujące perspektywę systemową oraz wiedzę uzyskaną przy pomocy technologii omicznych i danych klinicznych. Stwardnienie rozsiane (SM) to złożona choroba autoimmunologiczna, dotykająca układu nerwowego. Obecnie stosowane metody leczenia SM są mało skuteczne, ponieważ dotyczą tylko części odpowiedzi immunologicznej. W ramach projektu COMBIMS (A novel drug discovery method based on systems biology: combination therapy and biomarkers for multiple sclerosis), finansowanego ze środków UE, naukowcy starali się zrozumieć sieci biologiczne uczestniczące w SM oraz wpływ terapii przeciwko SM na te sieci. W tym celu uczeni wykorzystali biologię systemów, by opracować bardziej skuteczne terapie skojarzone. Przy pomocy proteomiki konsorcjum zmierzyło aspekty biologiczne komórek układu odpornościowego uczestniczących w przekazywaniu sygnałów i porównało je ze zdrowymi komórkami. Zbadano zmiany patogeniczne oraz odpowiedź na wybrane terapie w komórkach podstawowych wyizolowanych od pacjentów, aby określić sygnaturę molekularną fenotypów klinicznych. Wykorzystano obliczeniowe techniki modelowania w celu przedstawienia sieci i szlaków fosforylacji a także genotypów związanych z SM. Model ten pozwolił na uzyskanie listy 33 potencjalnych kombinacji leków, spełniających kryteria synergii, a także kombinacji aktualnie stosowanych terapii z lekami innymi niż leki przeciwko SM. Następnie zastosowano odpowiednie algorytmy, aby określić kwestie dotyczące bezpieczeństwa i możliwe działania niepożądane tych leków. Kombinacje leków przetestowano także na zwierzętach, uzyskując obiecujące rezultaty. Opracowano też dodatkowe modele dynamiczne dla różnych podtypów SM, jak również modele przedstawiające interakcje między układem odpornościowym a ośrodkowym układem nerwowym. Konsorcjum COMBIMS potwierdziło możliwość przewidywania skuteczności nowych metod leczenia złożonych i mniej złożonych chorób przy pomocy podejścia opartego na medycynie systemowej. Oprócz bezpośrednich korzyści terapeutycznych dla chorych na SM, zastosowanie tej terapii w przemyśle farmaceutycznym może przyczynić się do usprawnienia procesu odkrywania leków.
Słowa kluczowe
Medycyna systemowa, odkrywanie leków, stwardnienie rozsiane, proteomika, układ odpornościowy
