Болезнь Альцгеймера in silico
Ученые из России вычислили оптимальный путь для лечения болезни Альцгеймера
Биоматематики из Института системной биологии в Москве и их зарубежные коллеги разработали оптимальную стратегию борьбы с болезнью Альцгеймера, вычислив идеальное время начала и минимальные сроки лечения, и опубликовали ее в журнале CPT: Pharmacometrics & Systems Pharmacology.
«Мы не делаем громких заявлений о том, что поняли причину болезни Альцгеймера. Мы показали, что наша модель помогает быстро и качественно оценить гипотезы. Самый главный вопрос, на который мы хотели ответить: как помочь пациенту? Мы смогли определить оптимальную схему лечения, но действительно ли это улучшит жизнь пациента – пока не понятно. Это требует реальных клинических испытаний» – рассказывает Татьяна Карелина из Института системной биологии в Москве.
Запутанный клубок воспоминаний
И болезнь Альцейгмера, и болезнь Паркинсона вызываются накоплением в нервных клетках различного белкового «мусора», который постепенно убивает нейроны в разных частях мозга. Их смерть ведет к потере памяти и старческому слабоумию в первом случае и к потере контроля над конечностями во втором.
Ученые пока не понимают механизмов, заставляющих клетки мозга накапливать в себе тау-белок, бляшки бета-амилоида, клубки альфа-синуклеина, и прочих потенциальных причин развития этих болезней. Поэтому биологи не только не могут создать лекарства от болезней Альцгеймера и Паркинсона, но и понять, по каким причинам они развиваются.
Российские ученые предлагают решить эту проблему математическим путем, не прибегая к длительным и дорогим экспериментам. Математики из Института системной биологии недавно сделали первый шаг в этом направлении, создав компьютерную модель того, как формируются бляшки бета-амилоида.
Она может значительно ускорить поиск лекарства болезни Альцгеймера, так как подобные расчеты позволяют предсказать эффективность действия различных веществ на скопления белка, не проводя реальные эксперименты в лаборатории.
Данная модель уже помогла ученым раскрыть причины того, почему некоторые перспективные лекарства от болезни Альцгеймера провалились в клинических испытаниях, однако она не описывала то, как именно развивается болезнь.
Формула здоровья
Российские ученые и их зарубежные коллеги решили эту проблему – они проанализировали результаты нескольких десятков клинических исследований, посвященных тому, как растут амилоидные бляшки в мозге человека и животных, и «перевели» их выводы на язык математики, понятный для компьютера.
Плодом всех этих усилий стал набор формул с 30 переменными, при помощи которых Карелиной и ее коллегам удалось выявить несколько ключевых факторов в развитии болезни и понять, каким образом и как долго ее следует лечить.
В частности, оказалось, что основной причиной развития болезни Альцгеймера является то, что клетки мозга теряют способность самостоятельно разлагать нерастворимые скопления бета-амилоида, что и приводит к образованию бляшек и массовой гибели нейронов.
Дальнейшие расчеты показали, что все существующие и будущие лекарства, уничтожающие бляшки бета-амилоида, могут оказать серьезный эффект на мозг пациента только в том случае, если лечение будет начато как можно раньше, не позже чем в 60 лет, и оно должно продолжаться как минимум год.
Сейчас российские математики готовят свою модель для презентации на Американской конференции по фармакометрике – важнейшем ежегодном мероприятии для разработчиков новых препаратов. Ученые надеются не только обсудить свои результаты с сообществом, но и найти новых партнеров для дальнейшей работы.
Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru
29.09.2017