Brazilijos tyrėjai, bendradarbiaudami su Prancūzijos institucijomis, sukūrė įrankį, kuris gali numatyti, kaip pacientai reaguos į natalizumabą – vieną iš dažniausiai naudojamų vaistų išsėtinei sklerozei gydyti.
Nepaisant jo veiksmingumo, apie 35% vartotojų visiškai neatsako į terapiją ir patiria simptomų grąžinimą per dvejus metus nuo gydymo pradžios. Be to, nors tai padeda sumažinti protrūkių dažnį ir sunkumą ir sulėtina ligos progresavimą, tai gali sukelti nepageidaujamų reakcijų, tokių kaip padidėjusi rimtos infekcijos rizika (progresuojanti daugiažidininė leukoencefalopatija), galvos skausmas, raumenų ir skrandžio skausmas, nuovargis ir depresija.
Naudodama novatorišką metodiką, mokslininkų grupė pasiekė svarbų tikslumo medicinos pažangą. Šis avansas leis pacientams ateityje geresnės gyvenimo kokybės, naudojant tikslinį gydymą, kuris turi mažiau šalutinio poveikio ir gautų teigiamų rezultatų trumpesniu laikotarpiu. Tai taip pat sumažins visuomenės sveikatos sistemos išlaidas. Natalizumabą, monokloninį antikūną, Brazilijoje teikia jo šalies visuomenės sveikatos tinklas (žinomas kaip SUS, kuris reiškia „Sistema único de Saúde“) ir kainuoja vidutiniškai 10 000 BRL per mėnesį per mėnesį.
Vaistas veikia kaip antikūnas, blokuodamas imuninės sistemos baltymo VLA-4 surišimą su molekule, vadinama VCAM-1. Tai neleidžia imuninėms ląstelėms patekti į smegenis ir sukelti uždegimą. Po gydymo imuninės sistemos ląstelės, tokios kaip CD8+ T ląstelės, tampa labiau suapvalintos. Šis pokytis yra susijęs su aktino, baltymo, kuris pirmiausia skatina ląstelių atramą, rekonstravimą, bet taip pat vaidina svarbų vaidmenį judant, formą ir sąveiką ląstelių tarpusavyje ir jų aplinkoje.
Naudodamiesi didelio turinio vaizdavimu (HCI), mokslininkai išsiaiškino, kad prasti natalizumabo gydymo rezultatai yra susiję su skirtingais aktino rekonstravimo reakcijomis CD8+ T ląstelės ir jų gebėjimas pailgėti, net būdamos veikiamos vaisto. Ląstelės tampa netinkamos ir išilginės. Šios išvados buvo paskelbtos žurnale Gamtos ryšiai.
„Rezultatai yra svarbūs, nes jie gali prisidėti prie pagerėjusių pacientų gyvenimo kokybės, išvengti nereikalingo šalutinio poveikio ir vėlavimų gydymo, taip pat optimizuoti išlaidas, kaip ir SUS atveju Brazilijoje“, – sakė pirmasis straipsnio autorius Beatriz Chaves. Šiuo metu Chaves yra Tulūzos (Begalybės) (Begalybės) (Begalybės) (Begalybės) instituto tyrėjas, Prancūzijoje, tačiau daugelį metų studijavo išsėtinę sklerozę Ceará valstijoje, Brazilijoje, Vietiniame Oswaldo Cruz fondo (Fiocruz Ceará) skyriuje.
Išsėtinė sklerozė (MS) yra autoimuninė, uždegiminė ir degeneracinė neurologinė liga, daranti įtaką centrinei nervų sistemai, sukelianti motorinę, pažintinę ir psichinę sutrikimus. Simptomai svyruoja nuo raumenų jėgos praradimo ir sunkumų einant į atminties sutrikimą, dėmesio sunkumus ir nuotaikų svyravimus. Manoma, kad 2,8 milijono žmonių visame pasaulyje turi MS, įskaitant maždaug 40 000 Brazilijos. Dauguma diagnozių vyksta jauniems suaugusiesiems nuo 20 iki 50 metų, o moterys yra du ar tris kartus labiau linkusios nei vyrai.
Išaiškinti sistemą
Didelio turinio ląstelių vaizdavimas (HCI) sujungia pažangias mikroskopijos technologijas su automatine vaizdo analize, kad būtų galima išgauti kelis informacijos elementus vienoje ląstelėje, pavyzdžiui, formą ir dydį, organelių pasiskirstymą, baltymų lokalizaciją, atsaką į vaistus ir genetinius sutrikimus. HCI dažniausiai buvo naudojamas vėžio tyrimams.
Tokio tipo analizės priėmimas buvo žingsnis į priekį, palyginti su kitais individualizuotomis medicinos tyrimais, kuriuose paprastai naudojama citometrija (ląstelių fizinių ir cheminių savybių analizė), serologija ar transkriptomika (įvertinimas, kaip DNR informacija perrašoma į RNR ir naudojama baltymams ir kitoms molekulėms gaminti).
Tyrimo metu tyrėjai pradėjo naudoti natalizumabą in vitro kraujo ląstelėms, įskaitant T ląsteles, iš pacientų, sergančių MS, kurie dar nebuvo gydomi vaistu. Ląstelės buvo stimuliuojamos per VLA-4 ir pasėtos ant VCAM-1 dengtų plokštelių. Mėginiai buvo iš asmenų, susijusių su institucijomis Prancūzijoje.
Buvo išgauta daugiau nei 400 morfologinio profilio charakteristikų, tokių kaip plotas, pločio/ilgio santykis ir aktino organizavimas. Iš šių charakteristikų 130 pateikė informaciją, susijusią su tyrimais. Naudodamiesi mašininiu mokymu, tyrėjai sukūrė daugiau nei milijoną derinių.
Tyrimas pasiekė 92% tikslumą atradimo grupėje ir 88% patvirtinimo grupėje numatant klinikinį atsaką į gydymą natalizumabu. CD8+ T ląstelės pasirodė esąs svarbus šios prognozės pogrupis. Neatsakantys pacientai pasižymėjo atsparesniu aktino rekonstravimo profiliu, kuriam būdingas sumažėjęs poliškumo praradimas ir padidėjęs migracijos pajėgumas. Tai rodo, kad CD8 migracijos būsenos palaikymas+ T ląstelės gali pakenkti gydymo veiksmingumui.
„Projektas yra nepaprastai įdomus ir novatoriškas. Didžioji įžvalga buvo paimti įvaizdį, paversti jį skaičiais ir naudoti šią lentelę mokantis mašinų. Esu tikras, kad dabar bus įmanoma atkartoti tokio tipo požiūrį į kitas ligas ir gydymo būdus”, – sako Helderis Nakaya, vyresnysis tyrėjas Alberto Einsteino žydų Brazilijos ligoninėje San Paule, Brazile ir Professe So Paulo Universite. Jis taip pat yra straipsnio autorius.
Nakaya ir Juan Carlo Santos E Silva iš San Paulo universiteto Farmacijos mokslų mokyklos (FCF-USP) dirbo modeliuodamas ir plėtojant mašinų mokymąsi.
Ko tikėtis
Chavesas ir Nakaya sakė „Agência Fapesp“, kad ketina tęsti metodiką ir patvirtinti rezultatus didesniais pavyzdžiais.
„Dabar mes ieškosime būdų, kaip išbandyti didesnį skaičių pacientų, įskaitant tuos, kurie iš kitų šalių ir regionų. Kita aveniu yra padaryti morfologijos žymeklį prieinamesnį, turint galimybę naudoti paprastesnę ir pigesnę įrangą. Taip pat yra galimybė pritaikyti metodiką kitoms ligoms, nes vienas kolega jau tyrinėja Car-T terapiją nuo vėžio”.