Исследователи из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе и Шанхайского университета Цзяо Тонг сделали важный шаг на пути к значительно более быстрому и эффективному лечению туберкулеза, которым заражено около 10 миллионов человек и вызывающим 1.5 миллионов смертей ежегодно.
Комбинированная терапия, в которой используется ряд препаратов, является клиническим стандартом при многих основных заболеваниях. Однако количество возможных комбинаций различных лекарств и уровней доз может исчисляться миллиардами, поэтому перспектива выбора лучшего из них кажется устрашающей.
Исследование опубликовано в Proceedings of the National Academy of Sciences.
В исследовании ученые использовали метод, называемый контролем системы обратной связи, который был разработан в Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе, для изучения клеток, инфицированных бактериями, вызывающими туберкулез. Они быстро сузили комбинации из 14 различных противотуберкулезных препаратов с пятью разными дозами, что дало 6 миллиардов возможных вариантов лечения, до нескольких многообещающих комбинированных методов лечения, которые убивают бактерии, вызывающие туберкулез, намного быстрее, чем стандартный режим, используемый для лечения туберкулеза.
"Разработка комбинации лекарств с оптимальным соотношением доз лекарств до сих пор была практически невозможной," сказал Чи-Мин Хо, главный исследователь исследования и профессор кафедры Бена Рич-Локхид Мартин в Школе инженерии и прикладных наук Генри Самуэли Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе. "Технология управления системой обратной связи продемонстрировала, что может точно определять эти наилучшие возможные соотношения для широкого спектра заболеваний."
"Если наши результаты подтвердятся в исследованиях на людях, новые схемы лечения, которые мы определили, должны значительно сократить время, необходимое для лечения туберкулеза," сказал доктор. Маркус Хорвиц, старший автор исследований и выдающийся профессор медицины и микробиологии, иммунологии и молекулярной генетики в Медицинской школе Дэвида Геффена Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе. "Это повысит вероятность успешного лечения и снизит вероятность развития у пациентов лекарственно-устойчивого туберкулеза. Очень успешное и быстрое лечение может ускорить окончательную ликвидацию туберкулеза."
Современные методы лечения лекарственно-чувствительного туберкулеза требуют от шести до восьми месяцев лечения; лечение лекарственно-устойчивого туберкулеза может занять до двух лет.
Стандартная схема лечения лекарственно-чувствительного туберкулеза включает четыре различных препарата. Многие пациенты прекращают прием препаратов до завершения лечения, что приводит к появлению устойчивых к лекарственным средствам штаммов туберкулеза.
Исследователи заразили макрофаги, тип лейкоцитов человека, высоковирулентным штаммом туберкулеза. Бактерии были созданы так, чтобы флуоресцировать при жизни, поэтому режимы приема лекарств, убивающие бактерии, устраняли флуоресценцию.
Система управления с обратной связью быстро устраняет потенциальные тупики и автоматически корректирует комбинации лекарств и доз, выбирая наиболее эффективные, экономя огромное количество времени и усилий. Это позволило исследователям определить идеальные комбинации лекарств и доз всего после четырех раундов тестирования, примерно по 125 тестов за раунд.
Исследовательская группа также обнаружила, что два основных противотуберкулезных препарата, изониазид и рифампицин, были контрпродуктивными в сочетании с другими препаратами. Другой препарат, клофазимин, который обычно не используется при лечении туберкулеза, был включен в большинство многообещающих комбинаций.
Исследователи также завершили исследование на животных, которое не опубликовано. Результаты этого исследования подтолкнули к испытаниям одной многообещающей комбинации на людях, и в настоящее время планируются испытания другой.