Tirsdag den 31. december 2013.- For første gang er forskere begyndt at kombinere beregning og genomisk information for at forudsige nye anvendelser af eksisterende medicin. En beregningsundersøgelse, finansieret af National Institutes of Health (NIH), har analyseret genomiske data og farmakologiske data for at forudsige nye lægemiddelanvendelser, der allerede findes på markedet. Forskere, ledet af Dr. Atul J. Butte fra Stanford University, i Californien, har rapporteret om deres resultater i to artikler i den seneste udgave af 'Science Translational Medicine'. "At tage et nyt lægemiddel på markedet koster normalt omkring en milliard dollars og mange års forskning og udvikling, " siger Dr. Rochelle M. Long, direktør for NIH Pharmacogenomics Research Network, "hvis vi kan finde måder at genbruge lægemidler, der allerede godkendt, kunne eksisterende behandlinger forbedres, og man sparer tid og penge. "
Forskerne udvindede deres data fra genekspression omnibus (fra National Center for Biotechnology Information), en offentlig database, der indeholder resultaterne fra tusinder af genomiske undersøgelser i en lang række felter præsenteret af forskere over hele verden.
Buttes gruppe fokuserede på 100 sygdomme og 164 medicin og skabte et computerprogram til at søge i de tusinder af mulige kombinationer af lægemiddelsygdomme, medicin og sygdomme, hvis genekspressionsmønstre annullerer hinanden. For eksempel, hvis en sygdom øger aktiviteten af visse gener, forsøger programmet at matche den med en eller flere medicin, der mindsker denne aktivitet.
Mange af lægemiddelsygdomskombinationerne er kendte og er i klinisk anvendelse, hvilket understøtter gyldigheden af denne fremgangsmåde. For eksempel forudsagde analysen korrekt, at prednisolon kan behandle Crohns sygdom, en sygdom, som denne medicin er en standardterapi.
Andre kombinationer har været nye og overraskende: en medicin til behandling af mavesår (cimetidin) faldt sammen med lungekræft, og et antikonvulsivt middel (topiramat) faldt sammen med inflammatorisk tarmsygdom - som inkluderer Crohns sygdom.
For at bekræfte forholdet mellem cimetidin og lungekræft testede teamet dette lægemiddel på humane lungecancerceller på laboratoriet og i celler implanteret i mus. I begge tilfælde bremsede lægemidlet væksten af kræftceller sammenlignet med kontrolgruppen (celler eller mus), der ikke havde modtaget cimetidin.
For at teste, om det antikonvulsive topiramat har en effekt på inflammatoriske tarmsygdomme, administrerede forskerne lægemidlet til rotter, der havde symptomer på en sådan tarmsygdom: diarré, betændelse, mavesår og mikroskopisk skade på tyktarmen. Lægemidlet reducerede alle disse symptomer, nogle gange endda bedre end prednisolon.
Derudover bemærkede forskere, at sygdomme med lignende molekylære processer (for eksempel dem, der påvirker immunsystemet) var grupperet i analysen. Det samme gjorde medikamenter med lignende virkning (for eksempel dem, der bremser celledelingen). Forskerne mener, at de ved at studere medlemmerne af disse uventede grupperinger kunne lære mere om udviklingen af visse sygdomme og om funktionen af nogle lægemidler på molekylært niveau.
Ifølge Long er "denne forskning stadig på et tidligt tidspunkt, men det er en lovende metode til en kreativ, hurtig og overkommelig tilgang, når det kommer til at opdage nye anvendelser af medikamenter, som vi allerede har i vores terapeutiske arsenal."
Kilde:
Tags:
Ernæring Regenerering Sundhed
Forskerne udvindede deres data fra genekspression omnibus (fra National Center for Biotechnology Information), en offentlig database, der indeholder resultaterne fra tusinder af genomiske undersøgelser i en lang række felter præsenteret af forskere over hele verden.
Buttes gruppe fokuserede på 100 sygdomme og 164 medicin og skabte et computerprogram til at søge i de tusinder af mulige kombinationer af lægemiddelsygdomme, medicin og sygdomme, hvis genekspressionsmønstre annullerer hinanden. For eksempel, hvis en sygdom øger aktiviteten af visse gener, forsøger programmet at matche den med en eller flere medicin, der mindsker denne aktivitet.
Mange af lægemiddelsygdomskombinationerne er kendte og er i klinisk anvendelse, hvilket understøtter gyldigheden af denne fremgangsmåde. For eksempel forudsagde analysen korrekt, at prednisolon kan behandle Crohns sygdom, en sygdom, som denne medicin er en standardterapi.
Andre kombinationer har været nye og overraskende: en medicin til behandling af mavesår (cimetidin) faldt sammen med lungekræft, og et antikonvulsivt middel (topiramat) faldt sammen med inflammatorisk tarmsygdom - som inkluderer Crohns sygdom.
For at bekræfte forholdet mellem cimetidin og lungekræft testede teamet dette lægemiddel på humane lungecancerceller på laboratoriet og i celler implanteret i mus. I begge tilfælde bremsede lægemidlet væksten af kræftceller sammenlignet med kontrolgruppen (celler eller mus), der ikke havde modtaget cimetidin.
For at teste, om det antikonvulsive topiramat har en effekt på inflammatoriske tarmsygdomme, administrerede forskerne lægemidlet til rotter, der havde symptomer på en sådan tarmsygdom: diarré, betændelse, mavesår og mikroskopisk skade på tyktarmen. Lægemidlet reducerede alle disse symptomer, nogle gange endda bedre end prednisolon.
Derudover bemærkede forskere, at sygdomme med lignende molekylære processer (for eksempel dem, der påvirker immunsystemet) var grupperet i analysen. Det samme gjorde medikamenter med lignende virkning (for eksempel dem, der bremser celledelingen). Forskerne mener, at de ved at studere medlemmerne af disse uventede grupperinger kunne lære mere om udviklingen af visse sygdomme og om funktionen af nogle lægemidler på molekylært niveau.
Ifølge Long er "denne forskning stadig på et tidligt tidspunkt, men det er en lovende metode til en kreativ, hurtig og overkommelig tilgang, når det kommer til at opdage nye anvendelser af medikamenter, som vi allerede har i vores terapeutiske arsenal."
Kilde:
