Drugcocktailontwerp voor HIV-patiënten is uiterst belangrijk

De relatie tussen hoe nauwkeurig HIV-patiënten de medicijnen voorgeschreven door hun artsen gebruiken en de kans dat het virus resistentie tegen geneesmiddelen ontwikkelt, is al geruime tijd bekend. Volgens een nieuwe studie van wetenschappers van Harvard is de relatie tussen trouw aan een drugsplan en resistentie echter anders voor elk van de geneesmiddelen die de 'cocktail' vormen die wordt gebruikt om de ziekte te bestrijden.
Om te begrijpen waarom deze verschillen bestaan, en artsen snel en kosteneffectief te helpen bij het ontwerpen van nieuwe combinaties van medicijnen die de kans op weerstand verminderen, wordt een team geleid door Martin Nowak, hoogleraar Wiskunde en biologie en directeur van het programma voor Evolutionaire Dynamica, bedacht een techniek die medische onderzoekers kunnen gebruiken om de effecten van verschillende medicijnen te begrijpen, en in staat zijn om te voorspellen of bepaalde behandelingen het virus resistent zullen maken.
Alison Hill, een doctoraatsstudent in de biofysica en co-eerste auteur van het artikel gepubliceerd in Natuurgeneeskunde, zei:

"Wat we in dit artikel aantonen, is een prototype om, door middel van modellering, te voorspellen of een patiënt op een bepaald therapieniveau waarschijnlijk resistentie tegen behandeling ontwikkelt. Vergeleken met de tijd en kosten van een klinische proef, biedt deze methode een relatief eenvoudige manier om deze voorspellingen te doen en, zoals we in de paper laten zien, komen onze resultaten overeen met wat artsen in klinische settings zien. "

Volgens Nowak helpt de nieuwe techniek wetenschappers erachter te komen wat ze precies moeten doen, zodat ze niet hoeven te worstelen met een proces van vallen en opstaan.
"Dit is een wiskundig hulpmiddel dat helpt bij het ontwerpen van klinische proeven," legde hij uit. "Op dit moment gebruiken onderzoekers trial-and-error om deze combinatietherapieën te ontwikkelen. Onze benadering maakt gebruik van het wiskundige begrip van evolutie om het proces meer op engineering te laten lijken."
Er zijn echter grote hoeveelheden gegevens nodig om een ??model te maken dan deze voorspellingen nauwkeurig kunnen maken.
Hill en Daniel Scholes Rosenbloom, een Ph.D. student in Organismic and Evolutionary Biology en de andere eerste auteur van het artikel, wilden die gegevens vinden. Om dit te doen, wendden ze zich tot Johns Hopkins University Medical School, waar hoogleraar geneeskunde en van moleculaire biologie en genetica Robert F. Siliciano werkte met Ph.D. student Alireza Rabi (ook co-eerste auteur) om te leren hoe het hiv-virus reageerde op verschillende medicijndoseringen.

Omdat het niveau van het medicijn bij patiënten, zelfs bij degenen die zich perfect aan hun behandeling houden, natuurlijk varieert, waren de gegevens essentieel voor het model dat uiteindelijk door Hill, Rabi en Rosenblood werd gemaakt.
Het virus is in staat om te repliceren en te groeien wanneer het medicijnniveau laag is (zoals tussen doses, of als de persoon een dosis mist). Hoewel hogere niveaus van geneesmiddelen het virus onder controle houden, verhogen ze ook de kans dat mutante stammen van het virus opduiken, wat resistentie tegen geneesmiddelen veroorzaakt.
Hill, Rabi en Rosenbloom hebben een computermodel gemaakt met behulp van de gegevens van John Hopkins. Het ontwerp kon voorspellen of en hoeveel het virus, of een geneesmiddelresistente stam, groeide op basis van het feit of de patiënt de juiste dosering van het geneesmiddel had ingenomen en op elk uur dat ze nodig hadden.
Rosenbloom zei:

"Ons model is in wezen een simulatie van wat er tijdens de behandeling gebeurt. We creëerden een aantal gesimuleerde patiënten, die elk verschillende kenmerken hadden, en toen zeiden we: 'Laten we ons voorstellen dat deze patiënten 60 procent therapietrouw hebben. procent van de pillen die ze zouden moeten hebben. ' Ons model kan ons vertellen wat hun concentratie in de loop van de tijd is, en op basis daarvan kunnen we zeggen of het virus groeit of krimpt en of het waarschijnlijk resistentie ontwikkelt. "

Terwijl de onderzoekers werken aan het bedenken van nieuwe medicijncocktails om HIV te bestrijden, kunnen ze de voorspellingen van het model gebruiken als leidraad.
Hill en Rosenbloom hopen het ontwerp nog beter te maken, zodat het aanvullende factoren, waaronder meerdere mutant-resistente stammen van het virus en verschillende geneesmiddelconcentraties in andere delen van het lichaam, in werking kan stellen.
"Het prototype dat we tot nu toe hebben gebruikt, kijkt naar de concentraties van medicijnen in bloedplasma," legt Rosenbloom uit. "Maar een aantal medicijnen doordringt niet met andere delen van het lichaam, zoals de hersenen of het darmkanaal, met dezelfde efficiëntie, dus het is belangrijk om die andere gebieden te modelleren waar de concentraties van medicijnen misschien niet zo hoog zijn."
Maar het belangrijkste is dat beiden door hun ontwerp artsen kunnen helpen betere, goedkopere en efficiëntere behandelingen te maken die patiënten een nieuw gevoel van hoop geven.
"In de afgelopen 10 jaar is het aantal HIV-geïnfecteerde mensen dat behandeld wordt met medicijnen enorm toegenomen", benadrukte Hill. "Uitzoeken wat de beste manieren zijn om mensen te behandelen in termen van kosteneffectiviteit, therapietrouw en de kans op resistentie wordt nog belangrijker."
Geschreven door Sarah Glynn