Model komputerowy pozwala na skutec… – Information Centre – Research & Innovation

W ramach przełomowego, finansowanego przez UE projektu stworzono nową metodę opracowywania wielolekowych terapii przeciwnowotworowych. Metoda

W ramach przełomowego, finansowanego przez UE projektu stworzono nową metodę opracowywania wielolekowych terapii przeciwnowotworowych. Metoda pozwala na leczenie wielu nowotworów opornych na konwencjonalne terapie. To innowacyjne rozwiązanie może przyczynić do ocalenia tysięcy istnień ludzkich rocznie.


Image

© tomertu, #286652474, supply:inventory.adobe.com 2020

Naukowcy poświęcają ogromną ilość czasu i środków, by poznać przyczyny i mechanizmy rozwoju raka. Efektem tych starań jest zwiększona skuteczność leczenia i lepsze rokowania pacjentów. Jesteśmy jednak jeszcze dalecy od wygrania walki z rakiem.

Rak zaczyna się rozwijać, gdy geny w komórce mutują, a komórka zaczyna rosnąć i dzielić się w sposób niekontrolowany. Naukowcy szacują, że w każdej komórce znajduje się aż 30 000 różnych genów, które kontrolują komórki poprzez wytwarzanie białek.

Kiedy gen mutuje, tworzy nieprawidłowe białka. Może to spowodować niekontrolowane rozmnażanie się komórek, które stają się rakowe.

„W naszych badaniach koncentrowaliśmy się przede wszystkim na nowotworach, które są nosicielami mutacji w rodzinie genów RAS”, wyjaśnia Boris Kholodenko, koordynator projektu SAMNets i profesor biologii systemów na University Faculty Dublin w Irlandii. Geny RAS regulują różne zachowania komórek.

„To ważne, ponieważ te mutacje są kluczowymi czynnikami w przypadku ponad 30 % wszystkich nowotworów u ludzi. Chodzi o jedne z najbardziej śmiercionośnych nowotworów, zwłaszcza raka trzustki i jelita grubego oraz czerniaka”.

Prognozy obliczeniowe

Obecnie możliwości leczenia nowotworów z mutacjami genu RAS są bardzo ograniczone. Na przykład w przypadku raka trzustki chemioterapia nadal pozostaje jedyną dostępną opcją, nawet mimo ostatnich postępów w bardziej ukierunkowanych terapiach, takich jak immunoterapia.

Zespół SAMNets postanowił wypełnić tę lukę. „Chcieliśmy stworzyć nowe metody leczenia nowotworów wywoływanych przez mutacje RAS”, dodaje Kholodenko. W tym celu Kholodenko i starszy członek zespołu Oleksii Rukhlenko starali się połączyć modelowanie obliczeniowe z eksperymentalnymi badaniami laboratoryjnymi.

Zespół rozpoczął od opracowania modelu komputerowego nowej generacji. Zaprojektowano go w taki sposób, aby uwzględniał nie tylko wszystkie znane interakcje białkowe, ale także wszystkie znane interakcje między lekami i białkami.

„Celem było opracowanie modelu obliczeniowego umożliwiającego przewidywanie, jaka kombinacja leków będzie najskuteczniejsza w walce z danym rakiem wywoływanym przez RAS”, tłumaczy Kholodenko.

„Chodzi o to, że lek sam w sobie nie jest skuteczny – to połączenie właściwych leków sprawia, że terapia przynosi efekty. Kombinacje leków, w których dwie substancje wpływają na ten sam główny cel, nie były dotąd badane”.

Te prognozy obliczeniowe zostały następnie przetestowane w doświadczeniach na liniach komórek nowotworowych. Umożliwiło to zespołowi ocenę dokładności modelowania obliczeniowego oraz skuteczności tego podejścia w badaniu wielolekowych terapii nowotworów wywoływanych przez RAS.

Skojarzone terapie przeciwnowotworowe

„Owocem projektu są dwie główne innowacje”, mówi Kholodenko. „Pierwsza z nich to pionierski rodzaj modelowania obliczeniowego, który nazywamy modelowaniem bazującym na strukturze. Druga to nowa zasada kojarzenia leków, oparta na tym modelowaniu. Nasze odkrycia spotkały się z zainteresowaniem ze strony wielu badaczy klinicznych”.

Kholodenko z zespołem kontynuują badania, skupiając się aktualnie na poznaniu mechanizmów oporności komórek nowotworowych na terapie celowane. W oparciu o wyniki projektu złożono wniosek patentowy, a amerykański Narodowy Instytut Zdrowia przyznał badaczom fundusze na kontynuację tych przełomowych prac. „W Stanach Zjednoczonych przygotowywane jest również badanie kliniczne bazujące na naszych ustaleniach”, dodaje Kholodenko.

Pionierskie prace przeprowadzone w projekcie SAMNets mogą pewnego dnia doprowadzić do powstania potencjalnych nowych metod leczenia nowotworów wywoływanych przez mutacje białka RAS. Pozwoliłoby to na ocalenie tysięcy istnień ludzkich rocznie. Według niedawnych szacunków Komisji Europejskiej w 2020 r. w UE zdiagnozowanych zostanie two,seven miliona nowych przypadków raka, a liczba zgonów wyniesie 1,3 miliona. Walka trwa nadal.