Prečo môžu lieky na každého fungovať inak
Lieky nie sú rovnako účinné pre všetkých ľudí. Je to do istej miery spôsobené tým, že ľudia vstrebávajú účinnú látku do tela rôzne. Či je to hlavná príčina individuálnych rozdielov alebo jedna z mnohých príčin, sa doteraz ťažko skúmalo. Vedci teraz vniesli do tejto problematiky svetlo pomocou systémovej biológie, proteomiky a metabolomiky.
Zürich/Švajčiarsko - Vďaka podrobným meraniam bielkovín a metabolických produktov v experimentoch na bunkových kultúrach dokázali vedci zo skupiny Ruedi Aebersoldovej, profesorka systémovej biológie na ETH v Zürichu, preukázať, že individuálne rozdiely v účinkoch nemožno pripísať jednému alebo niekoľkým faktorom. Vedci skôr zistili veľké množstvo malých molekulárnych rozdielov, ktoré spolu spôsobujú veľké odchýlky.
Účinky liekov sa skúmajú na príklade liekov znižujúcich hladinu cholesterolu
Vedci skúmali rozdiely v účinkoch na základe regulácie cholesterolu v štyroch rôznych ľudských bunkových líniách. Analyzovali, do akej miery bunky reagujú odlišne na rôzne lieky, ktoré ovplyvňujú rovnováhu cholesterolu. Vedci v spolupráci s profesorom ETH Uweom Sauerom použili metódy systémovej biológie, proteomiky a metabolomiky: Merali a porovnávali koncentrácie veľkého množstva rôznych proteínov a metabolických produktov v bunkách v konkrétnych časoch.
Zistilo sa, že každá z bunkových línií reagovala na lieky odlišne. „Nebolo to však - ako by sa dalo čakať - že jedna bunková línia jednoducho absorbuje viac účinnej látky ako iná, alebo že jednej bunke chýba centrálny regulačný mechanizmus, ktorý je prítomný v inej,“ hovorí Peter Blattmann, postdok v skupiny Aebersold a prvý autor štúdie. Namiesto toho vedci dokázali preukázať, že veľa enzýmov a mnoho zložitých biochemických reakčných dráh bunky spoločne prispieva k rozdielom.
Aplikácia v medicíne proti rakovine
„Naše výsledky ukazujú, že na skúmanie jednotlivých rozdielov v účinkoch nestačí merať absorpciu liečiva do bunky, ako sa to doteraz často robilo,“ hovorí Blattmann. „Berie to celkový pohľad a musíme sa tiež pozrieť a pokúsiť sa pochopiť oveľa zložitejšie procesy, ktoré prebiehajú v bunkách, vrátane použitia počítačových modelov, ako to robíme pri svojej práci“.
Z rakoviny sú známe ešte výraznejšie individuálne rozdiely ako v účinkoch liekov znižujúcich hladinu cholesterolu. Najmä medzi modernejšími liekmi sa nájdu také, ktoré fungujú dobre iba u malej skupiny pacientov. „S prístupom systémovej biológie, aký sme použili v našej štúdii, by sme sa tiež mohli pokúsiť predpovedať, ktorí pacienti budú reagovať na liek proti rakovine a ktorý nie,“ hovorí Blattmann.
Pôvodná publikácia: Blattmann P, Henriques D, Zimmermann M, Frommelt F, Sauer U, Saez-Rodriguez J, Aebersold R: Systémová farmakologická disekcia regulácie cholesterolu odhaľuje determinanty veľkej variability farmakodynamiky medzi bunkovými líniami. Cell Systems 2017, doi: 10.1016/j.cels.2017.11.002
* DR. F. Bergamin: ETH Zürich, 8092 Zürich/Švajčiarsko
Uzamykateľný transportný systém pre molekuly