Многомасштабная механистическая модель. Схема модели показывает ключевые транспортные процессы, системные взаимодействия и переменные модели в плазме и опухолевых компартментах. Источник: Molecular Cancer (2024). DOI: 10.1186/s12943-024-02060-5
Исследователи из Хьюстонского методистского университета разработали передовую математическую модель, которая предсказывает, как новые комбинации лечения могут значительно продлить выживаемость без прогрессирования у пациентов с немелкоклеточным раком легких (НМРЛ), наиболее распространенным типом рака легких.
С помощью передового математического моделирования группа под руководством Прашанта Догры, доктора философии, и Чжихуэя «Билла» Вана, доктора философии, из программы «Математика в медицине» в Хьюстонском методистском исследовательском институте, расширила первоначальное исследование, проведенное в MD Anderson Cancer Center на молекуле анти-miR-155 у мышей. Догра и Ванг исследовали клинический потенциал анти-miR-155 — небольшой молекулы РНК — на моделируемых пациентах, выявляя новые комбинации лекарств, которые могли бы значительно улучшить эффективность лечения и выживаемость без прогрессирования.
Известно, что микроРНК-155 (miR-155) играет решающую роль в ухудшении результатов лечения НМРЛ, способствуя лекарственной устойчивости и подавлению иммунитета. В частности, повышенные уровни miR-155 могут помочь опухолям избежать иммунного обнаружения и снизить эффективность стандартных методов лечения, таких как химиотерапия и иммунотерапия. Чтобы противостоять этому, исследователи попытались использовать синтетическую терапевтическую молекулу, называемую анти-miR-155, для нейтрализации негативных эффектов miR-155.
«Делая это, мы повышаем эффективность современных стандартных методов лечения, таких как цисплатин и ингибиторы иммунных контрольных точек, что в конечном итоге приводит к улучшению показателей выживаемости, как показано в нашей модели», — сказал Ван. «Нейтрализуя повышенную активность miR-155, мы можем восстановить баланс в иммунной системе и повысить эффективность лечения рака».
Химиотерапию, иммунотерапию и анти-miR-155 терапию можно рассматривать как разные, но взаимодополняющие подходы к лечению немелкоклеточного рака легких, добавил Ван.
Исследователи откалибровали свою вычислительную модель с помощью доклинических данных из лаборатории онкологического центра им. М. Д. Андерсона под руководством Джорджа Калина, доктора медицины и доктора философии, используя информацию из исследований на мышах, которые предоставили реальные биологические данные о том, как анти-miR-155 ведет себя в организме, включая то, как он влияет на рост опухоли и устойчивость к препаратам.
Это позволило им усовершенствовать свою математическую модель, чтобы гарантировать, что она точно представляет соответствующие биологические процессы. Они модифицировали модель для применения к людям, учтя различия между видами, такие как размер тела и метаболизм, чтобы помочь смоделировать и предсказать, как лечение может работать у людей.
Из-за значительных биологических различий обычно существует неопределенность при переходе от исследований на животных к клиническим испытаниям. Однако математическая модель Ванга, Догры и команды помогает решить эту проблему, предоставляя представление о том, как лечение может работать у разных пациентов-людей, посредством обширного компьютерного моделирования, прогнозируя результаты, такие как выживаемость без прогрессирования, и определяя наилучшие комбинации лекарств.
«Используя комбинацию данных in vivo из исследований на животных и передовое математическое моделирование для прогнозирования того, как терапия будет работать у людей, эта работа устраняет критический разрыв между доклинической разработкой и клинической трансляцией анти-miR-155, предлагая четкий путь к тестированию этого лечения на людях», — сказал Догра. «Этот подход обеспечивает прочную основу для разработки более эффективных клинических испытаний и помогает ускорить процесс, делая переход от доклинического к клиническому тестированию более эффективным и целенаправленным».
Их следующие шаги сосредоточены на дальнейшем доклиническом тестировании для подтверждения безопасности и эффективности терапии анти-miR-155 в сочетании со стандартными препаратами перед переходом к испытаниям на людях.
«Наш подход к объединению математического моделирования с разработкой терапевтических методов может произвести революцию в том, как мы предоставляем пациентам новые методы лечения рака», — сказал Ван. «Это выходит за рамки немелкоклеточного рака легких. Это может ускорить разработку методов лечения многих типов рака».
Метод и результаты этого исследования описаны в статье под названием «Доказательства, основанные на трансляционном моделировании, для повышения эффективности стандартных лекарственных средств в сочетании с анти-микроРНК-155 при немелкоклеточном раке легких», опубликованной в прошлом месяце в журнале Molecular Cancer.
Догра и Ван являются авторами-соавторами исследования, а их соавторами были Врушали Шинглот, Хавьер Руис-Рамирес, Джозеф Кейв, Джозеф Д. Батнер, Кармине Скьявоне, Дэн Г. Дуда, Ахмед О. Касеб, Кэролайн Чанг, Юджин Дж. Коай, Витторио Кристини, Бюлент Озполат и Джордж А. Калин.
Дополнительная информация: Прашант Догра и al, Основанные на трансляционном моделировании доказательства повышенной эффективности стандартных лекарственных средств в сочетании с анти-микроРНК-155 при немелкоклеточном раке легких, Молекулярный рак (2024). DOI: 10.1186/s12943-024-02060-5
Информация о журнале: Молекулярный рак Предоставлено Houston Methodist
