«Любое конкретное лекарство может быть не тем лекарством, которое лучше всего подходит для данного пациента, потому что от человека к человеку очень много различий», — сказала Дженнифер Гимбеллот, доктор медицины, которая проводила исследование в UNC и сейчас является доцентом педиатрии в университете. Алабамы в Бирмингеме. «Нам еще предстоит пройти долгий путь, чтобы получить действительно оптимизированную терапию для большинства пациентов с муковисцидозом, и единственный способ сделать это — иметь такую ??модель, как наша, где мы можем брать клетки у каждого отдельного пациента и тестировать их с помощью каждый отдельный препарат, чтобы выяснить, какой из них лучше всего подходит ».С точки зрения разработки лекарств муковисцидоз — огромная проблема.
Люди заболевают МВ, потому что у них нет функционирующей версии гена CFTR. Но это состояние, при котором в легких накапливается густая липкая слизь, связано более чем с 2000 генетическими мутациями.
Конкретная комбинация мутаций человека влияет как на тяжесть заболевания, так и на то, насколько хорошо пациент реагирует на лечение.Последние годы принесли надежду в виде нескольких препаратов, известных как модуляторы CFTR, которые противодействуют эффектам мутаций в определенных генах, связанных с муковисцидозом. Вместо того, чтобы просто лечить симптомы, лекарства устраняют первопричину муковисцидоза, помогая клеткам организма поддерживать надлежащий уровень гидратации. Это, в свою очередь, позволяет слизи свободно перемещаться в легких и других органах, предотвращая накопление липкой слизи, которая делает пациентов с муковисцидозом предрасположенными к инфекциям и другим осложнениям.
Метод проб и ошибок для каждого пациента — просто дать каждому пациенту каждое доступное лекарство — неосуществим, потому что лекарства стоят сотни тысяч долларов, могут потребоваться несколько месяцев, чтобы подействовать, и связаны с риском побочных эффектов. . В настоящее время единственный доступный тест для прогнозирования реакции пациента на препараты CFTR требует ректальной биопсии с последующими сложными лабораторными манипуляциями с образцом для определения вероятной эффективности препарата.Гимбелло нашел другой подход. Она работала с ведущим автором исследования Мартиной Гентч, доктором философии, доцентом клеточной биологии и физиологии в UNC, над другим исследовательским проектом, когда она заметила несколько забавных маленьких шариков, формирующихся из клеток, взятых из внутренней части носа.
Двое ученых вскоре поняли, что шары, которые называются нососфероидами, были заполнены жидкостью.Это дало им идею. Возможно, эти назосфероиды могут помочь в изучении существенных частей проблемы гидратации МВ.Жидкость лежит в основе муковисцидоза, поскольку гидратация поверхностей носа и легких определяет, будет ли слизь скользкой или липкой.
Гимбелло и Генч научились выращивать нососфероиды из клеток, взятых из носа пациентов с муковисцидозом. Затем исследователи подвергли нососфероидов воздействию различных препаратов CFTR, чтобы посмотреть, что произойдет.«Когда CFTR включен, шарики сжимаются — за счет переноса соли и воды — и мы можем количественно оценить это, измерив размер шариков», — сказал Гуимбелло.
Результаты показывают, что выращивание нососфероидов из образцов из носа может обеспечить быстрый метод скрининга для определения того, как клетки пациента реагируют на различные препараты CFTR.«Это относительно простая процедура, не требующая анестезии и использующая щетку, которая стоит несколько долларов», — сказал Гентч, член UNC Marsico Lung Institute. «Сфероиды образуются быстро всего за несколько дней без особых манипуляций».Гентч сказал, что подход к тестированию может предложить пациентам долгожданную альтернативу биопсии прямой кишки. Это может быть даже более надежным с точки зрения скрининга, потому что лекарства могут напрямую взаимодействовать с нужными частями на внешней стороне нососфероидов, вместо того, чтобы попадать в сфероиды, как требуется при методе ректальной биопсии.
«У этого есть много преимуществ, не только потому, что пациенты должны быть в состоянии получить результаты очень быстро, но и потому, что наша модель намного более доступна для лекарств для тестирования, чем другие существующие модели», — сказал Гентч.Результаты представляют собой доказательство концепции, и исследователи отметили, что предстоит еще много работы, чтобы проверить подход для клинического применения.
«Мы должны установить, насколько хорошо эта модель может различать небольшие изменения, а затем провести исследования, чтобы увидеть, будет ли она предсказывать для отдельных пациентов их фактические клинические результаты», — сказал Гуимбеллот.