Nghiên cứu được công bố trên tạp chí Khoa học Y học trong tháng 2 2019 đã sử dụng một bệnh nhân ảo để thử nghiệm thuốc, Fevipiprant. (Shutterstock)

A nghiên cứu gần đây cho thấy một loại thuốc gamechanger có tên là Fevipiprant hứa sẽ giảm nguy cơ mắc bệnh hen suyễn và nhập viện.

Đây là Lần đầu tiên một loại thuốc làm giảm khối lượng cơ trơn - một chỉ số lâm sàng chính về mức độ nghiêm trọng của bệnh làm tăng khả năng lên cơn hen thường xuyên hơn và thậm chí tử vong - đã được báo cáo.

Cùng với Thanh gỗ nhỏ, đồng nghiệp của Học viện Kỹ thuật Hoàng gia Anh, tôi đã phát triển các mô hình máy tính cho phép chúng tôi mô phỏng kết quả từ một Thử nghiệm lâm sàng giai đoạn 2 - để dự đoán kết quả điều trị ở bệnh nhân.

Thử nghiệm ban đầu được dẫn dắt bởi Christopher Brightling, giáo sư lâm sàng về y học hô hấp tại Đại học Leicester và là điều phối viên chính của Quỹ Phổi châu Âu AirPROM.

Hen suyễn ngày càng phổ biến

Hen suyễn ảnh hưởng đến khoảng triệu triệu người trên toàn thế giới, giết chết nhiều người như 339 mỗi ngày, theo Báo cáo hen suyễn toàn cầu 2018.

Tỷ lệ mắc bệnh hen suyễn đang gia tăng, với các nước thu nhập thấp và trung bình phải chịu đựng nhiều nhất - một phần, vì các loại thuốc thiết yếu không có sẵn, không phù hợp hoặc có chất lượng không đáng tin cậy.

Hen suyễn là do tập hợp tương tác phức tạp giữa gen, tế bào và môi trường của bệnh nhân dẫn đến sự gia tăng khối lượng cơ trơn đường thở: một quá trình được gọi là tái tạo.

Một người đàn ông đeo mặt nạ sức khỏe trên tàu trên cao ở Bangkok, Thái Lan, vào tháng 2 2019, để bảo vệ chống ô nhiễm không khí và bụi. (Shutterstock)

Đường thở của chúng tôi bao gồm một số loại tế bào khác nhau tồn tại cùng nhau trong một trạng thái có trật tự cao. Ống dẫn khí được lót bởi các tế bào biểu mô và, bên trong, trung mô. Loại thứ hai chứa các tế bào cơ tăng khối lượng trong thời kỳ hen. Một tính năng quan trọng khác của đường thở là các tế bào viêm được tuyển dụng trong trường hợp có thách thức nước ngoài (như dị ứng hoặc virus).

Về sức khỏe, ba yếu tố này hoạt động hài hòa để đảm bảo luồng không khí hiệu quả và đáp ứng thích hợp với các thách thức bên ngoài. Trong hen suyễn, các tương tác điều hòa này bị tổn hại, dẫn đến tăng khối lượng cơ bắp.

Phát triển một chiến lược hợp lý để điều trị hen suyễn đòi hỏi một sự hiểu biết chính xác về các yếu tố góp phần vào sự xuất hiện của bệnh. Chúng ta không thể đạt được điều này thông qua thử nghiệm một mình vì rất nhiều yếu tố gây ra bệnh. Với các mô hình toán học, chúng ta có thể sử dụng các giả thuyết để giúp giảm độ phức tạp của hệ thống.

Chúng tôi đã tạo ra một 'bệnh nhân ảo'

Trong thử nghiệm lâm sàng, Fevipiprant đã được quan sát thấy giảm số lượng tế bào viêm và khối lượng cơ bắp.

Để hiểu như thế nào, Tôi đã phát triển một mô hình toán học kết hợp các yếu tố biểu mô, trung mô và viêm - để hiểu những gì chịu trách nhiệm cho việc tu sửa đường thở trong bệnh hen suyễn.

Tôi đã sử dụng một cái gì đó gọi là Mô hình hóa dựa trên đại lý - một cách tiếp cận toán học dựa trên các quy tắc - thiết lập các tương tác chi phối giữa các yếu tố mô hình khác nhau.

Tôi đã phát triển một bệnh nhân ảo người Hồi giáo bị bệnh hen suyễn nặng và cho họ dùng thuốc ảo. Tôi chắc chắn rằng mô hình đã nắm bắt thực tế sinh học bằng cách đầu tiên quản lý Mepolizumab ảo, đã giết chết các tế bào viêm trong đường thở. Hiệu suất bệnh nhân ảo là phù hợp với kết quả lâm sàng.

Sau đó tôi đã cho bệnh nhân ảo Fevipiprant. Mặc dù nó cho thấy cùng một lượng giảm các tế bào viêm như thử nghiệm lâm sàng, nó đã không thể hiện cùng một mức giảm khối lượng cơ bắp như quan sát trên lâm sàng.

Điều này dẫn đến kết luận rằng Fevipiprant hành động không phải bằng cách giảm viêm đơn thuần, mà còn tác động trực tiếp đến khối lượng cơ bắp. Thí nghiệm được thực hiện bởi Ruth Saunders tại Đại học Leicester, với các tế bào cơ lấy từ bệnh nhân cho thấy Fevipiprant đã giảm việc tuyển dụng các tế bào gọi là myofibroblasts, làm tăng thêm khối lượng cơ bắp trong quá trình tu sửa.

Khi tính năng thứ cấp này được thêm vào mô hình, việc giảm khối lượng cơ bắp của bệnh nhân ảo được quan sát là phù hợp với dữ liệu lâm sàng.

Giảm sự phụ thuộc vào steroid

Fevipiprant có thể là một liệu pháp tiềm năng để cải thiện việc tái tạo đường thở trong bệnh hen suyễn.

Sử dụng thuốc này có thể cho phép bệnh nhân giảm sự phụ thuộc vào steroid liều cao, có tác dụng phụ bao gồm tăng cân, tiểu đường và huyết áp cao.

Thứ hai, bệnh nhân ảo trên mạng có thể đóng một vai trò trong thiết kế và tối ưu hóa thuốc, có khả năng làm giảm chi phí phát triển thuốc.

Mặc dù điều này cần thử nghiệm nhiều hơn với các liệu pháp khác, nhưng đây là một cột mốc quan trọng trong các mô hình dành riêng cho bệnh nhân và hứa hẹn một kỷ nguyên mới về độ chính xác trong y học hô hấp.

Giới thiệu về Tác giả

Himanshu Kaul, Nghiên cứu sinh sau tiến sĩ, Đại học British Columbia

Bài viết này được tái bản từ Conversation theo giấy phép Creative Commons. Đọc ban đầu bài viết.

Sách liên quan

at Thị trường InnerSelf và Amazon