Ученые Сеченовского Университета разработали математическую модель для прогноза действия лекарств на работу тимуса человека

Специалисты Центра математического моделирования в разработке лекарств Сеченовского Университета совместно с исследователями Института вычислительной математики РАН и зарубежными коллегами создали математическую модель работы тимуса – главного органа иммунной системы человека. Модель определяет количество иммунных клеток тимуса, а также изменения работы органа с возрастом. В перспективе ее будут применять для оценки действия новых лекарств на функцию тимуса. Математическая модель разработана в рамках программы стратегического академического лидерства «Приоритет 2030».

Тимус (вилочковая железа) играет центральную роль в формировании иммунитета человека. В нем созревают лимфоциты, ответственные за борьбу с инфекциями и онкологическими заболеваниями.

Количественная оценка динамики иммунных клеток и продукции клеток тимусом в норме и при различных заболеваниях представляет особый интерес при разработке лекарств. В частности, при определении потенциальных терапевтических мишеней и выборе ведущих кандидатов против инфекционных заболеваний.

«Разработанная математическая модель описывает важные физиологические особенности жизнедеятельности тимуса, – объяснил руководитель Центра математического моделирования в разработке лекарств Первого МГМУ Кирилл Песков. – Она отражает четкую последовательность созревания иммунных Т-клеток, структуру тимуса, а также изменения его объема с возрастом. Для создания модели использовались физиологические данные динамики клеток вилочковой железы и свойств тимуса мышей и человека, опубликованные в научных журналах. Созданная модель успешно описывала как изменение количества иммунных Т-клеток на разных стадиях их созревания, так и общего количества клеток тимуса с возрастом».

Моделирование процессов, критически влияющих на функцию тимуса, позволило ученым выявить потенциальные терапевтические мишени. Так, исследование показало, что при воздействии на иммунные Т-клетки тимуса на последней стадии их созревания возможно улучшение функции органа.

«Созданная нами модель представляет собой аналитическую платформу для прогноза действия лекарств на функцию тимуса при различных патологических состояниях, – рассказала о перспективах применения разработки одна из авторов работы, младший научный сотрудник Центра математического моделирования в разработке лекарств Виктория Кулеш. – Мы смоделировали воздействие на тимус препарата финголимод, предназначенного для лечения рассеянного склероза. Это позволило объяснить механизм снижения риска рецидивов у некоторых пациентов при отмене терапии. Такие случаи нередки в клинической практике».

Прогнозы математической модели показали, что снижение активности тимуса, которое происходит с возрастом, уменьшает вероятность рецидива у пациентов с рассеянным склерозом, прекративших лечение финголимодом. С помощью модели ученые также рассчитали оптимальную продолжительность приема препарата. Это важно, чтобы исключить развитие нежелательных побочных эффектов приема. Например, тяжелой формы лимфопении в крови.

Созданную математическую модель можно использовать для прогноза действия любого препарата при любой нозологии. Тестирование воздействия лекарств на вилочковую железу особенно важно на ранних этапах разработки. Применение модели позволит ускорить процесс разработки новых лекарств, например для лечения аутоиммунных заболеваний, уверены ученые. Результат их исследования опубликован в научном журнале Frontiers in immunology..

Источник: www.frontiersin.org

Комментарии: