Koktajl na HIV: nowatorska metoda opracowania receptury

Od dawna znany jest związek pomiędzy tym, z jaką dokładnością pacjenci zażywają specyfiki przepisane im przez lekarzy, a tym, jak wirus się na nie uodparnia. Harwardzcy naukowcy twierdzą jednak, że każdy lek, składający się na ten swoisty „koktajl,” generuje inną zależność między trzymaniem się planu leczenia i stopniowym zwiększaniem się odporności wirusa.

Chcąc zaoszczędzić lekarzom czasu i kosztów potrzebnych na zaprojektowanie zestawu leków, który nie wywoła reakcji obronnej u wirusa, zespół Martina Nowaka - profesora matematyki i biologii oraz dyrektora Program for Evolutionary Dynamics - wynalazł technikę mogącą pomóc badaczom zrozumieć działanie poszczególnych leków i przewidzieć, na które z nich wirus HIV będzie w stanie się uodpornić.

Alison Hill, doktor biofizyki i współautor publikacji ogłoszonej w „Nature Medicine” mówi: „W artykule staramy się wykazać czy organizmy pacjentów w różnych stadiach choroby są w stanie uodpornić się na leczenie. Nasza metoda stanowi matematyczne narzędzie, które pozwoli z powodzeniem projektować próby kliniczne”.

Tłumaczy także: „Badacze próbują dotrzeć do najlepszego rozwiązania, eksperymentując. My bazujemy na matematycznym rozumieniu ewolucji, które czyni ten proces bliższym inżynierii”.

Do otrzymania rzetelnych wyników potrzebne jest jednak zdobycie wielu danych. Tymi, którzy chcą je znaleźć, są właśnie dr Hill i Daniel Scholes Rosenbloom, doktor biologii organicznej i ewolucyjnej, współautor publikacji.

Żeby je zdobyć, zwrócili się oni do Johns Hopkins University Medical School, gdzie Robert F. Siciliano wraz z Alirezem Rabi prowadzili badania nad reakcją, którą różne dawki leków wywołują wobec wirusa HIV.

Ich wyniki okazały się bardzo istotne dla modelu, który Hill, Rabi i Rosenbloom w końcu stworzyli: wirus jest zdolny do replikacji i wzrastania, kiedy dawki leku są niskie. Chociaż wyższe stężenie leku utrzymuje wirusa pod kontrolą, może zwiększać niebezpieczeństwo pojawienia się zmutowanej odmiany, co z kolei powoduje uodpornienie się na leczenie.

Z pomocą danych udostępnionych przez uniwersytet Johns Hopkins, naukowcom udało się stworzyć komputerowy model, który pozwala stwierdzić jak zachowuje się wirus lub jego zmutowana odmiana w zależności od podanej dawki.

Rosenbloom mówi: „Nasz model jest dokładną symulacją tego, co dzieje się w czasie leczenia wyimaginowanych pacjentów o różnych charakterystykach”.

Hill i Rosenbloom mają w planach stworzenie ulepszonej wersji modelu, która będzie mogła uwzględniać dodatkowe czynniki, takie jak zmutowane odporne szczepy wirusa i różne natężenie działania leków w poszczególnych partiach ciała.

Hill wskazuje, że w ciągu ostatnich dziesięciu latach liczba chorych otrzymujących leczenie niezmiernie się zwiększyła. „Coraz ważniejsze staje się opracowanie metody, która będzie najlepsza wedle kryterium efektywności, kosztów i budowania odporności,” podsumowuje uczona.