به گزارش پایگاه اطلاع رسانی بنیان، هنگامی که بیماران سرطانی تحت شیمی درمانی قرار می گیرند، دوز اکثر داروها بر اساس سطح بدن بیمار محاسبه می‌شود. این دوز ساده فاکتورهای دیگر را در نظر نمی‌گیرد و می‌تواند منجر به دریافت بیش از حد یا خیلی کم دارو در بیماران شود. در نتیجه، برخی از بیماران احتمالاً سمیت قابل اجتناب یا سود ناکافی را از شیمی درمانی دریافت می‌کنند. برای دقیق‌تر کردن دوز شیمی‌درمانی، مهندسان MIT رویکرد جایگزینی را ارائه کرده‌اند که می‌تواند دوز را برای بیمار شخصی‌سازی کند. سیستم آنها میزان دارو را در سیستم بیمار اندازه‌گیری می‌کند و این اندازه‌گیری‌ها به یک کنترل کننده وارد می‌شود که می تواند نرخ انفوزیون را متناسب با آن تنظیم کند. این رویکرد می‌تواند به جبران تفاوت‌های فارماکوکینتیک دارو ناشی از ترکیب بدن، ساختار ژنتیکی، سمیت ناشی از شیمی‌درمانی در اندام‌هایی که داروها را متابولیزه می‌کنند، تداخل با سایر داروهای مصرف‌شده و غذاهای مصرف‌شده، و نوسانات شبانه‌ روزی در آنزیم‌های مسئول شکستن کمک کند. به گفته محققان، داروهای شیمی درمانی کاهش یابد. سرپرست تیم تحقیقاتی افزود: شناخت پیشرفت‌ها در درک ما از نحوه متابولیزه شدن داروها و استفاده از ابزارهای مهندسی برای تسهیل دوز شخصی‌سازی شده، می‌تواند به تغییر ایمنی و اثربخشی بسیاری از داروها کمک کند.

نظارت مستمر

در این مطالعه، محققان بر روی دارویی به نام 5-fluorouracil تمرکز کردند که از جمله برای درمان سرطان‌های روده بزرگ استفاده می‌شود. این دارو معمولاً در یک دوره 46 ساعته تزریق می‌شود و دوز با استفاده از فرمولی بر اساس قد و وزن بیمار تعیین می‌شود که سطح تخمینی سطح بدن را نشان می‌دهد. با این حال، این رویکرد تفاوت‌هایی را در ترکیب بدن که می‌تواند بر نحوه انتشار دارو در بدن یا تغییرات ژنتیکی که بر نحوه متابولیسم آن تأثیر می‌گذارد، در نظر نمی‌گیرد. این تفاوت‌ها در صورت وجود دارو بیش از حد می‌تواند منجر به عوارض جانبی مضر شود. اگر دارو به اندازه کافی در گردش نباشد، ممکن است آنطور که انتظار می‌رود تومور را از بین نبرد. افرادی با سطح بدن یکسان می‌توانند قد و وزن بسیار متفاوتی داشته باشند، توده‌های عضلانی یا ژنتیکی بسیار متفاوتی داشته باشند، اما تا زمانی که قد و وزنی که در این معادله قرار داده شده است سطح بدن یکسان را نشان دهد، دوز آنها یکسان است. عامل دیگری که می‌تواند مقدار دارو در جریان خون را در هر زمان معین تغییر دهد، نوسانات شبانه‌روزی آنزیمی به نام دی هیدروپیریمیدین دهیدروژناز (DPD) است که 5-فلوئورواوراسیل را تجزیه می‌کند. بیان DPD، مانند بسیاری از آنزیم‌های دیگر در بدن، بر اساس یک ریتم شبانه‌ روزی تنظیم می‌شود. بنابراین، تخریب 5-FU توسط DPD ثابت نیست، اما با توجه به زمان روز تغییر می‌کند. این ریتم‌های شبانه روزی می‌تواند منجر به نوسانات ده برابری در مقدار 5-فلوراوراسیل در جریان خون بیمار در طول دوره انفوزیون شود. با استفاده از سطح بدن برای محاسبه دوز شیمی‌درمانی، می‌دانیم که دو نفر می‌توانند سمیت بسیار متفاوتی با شیمی‌درمانی 5-فلوراوراسیل داشته باشند. با نگاه کردن به یک بیمار، آنها می‌توانند چرخه‌های درمانی با حداقل سمیت داشته باشند و سپس یک چرخه با سمیت بدی داشته باشند. طبق نظر انکولوژیست بالینی در انستیتوی سرطان دانا فاربر، با احتمال بالا، چیزی در نحوه متابولیزه شدن شیمی‌درمانی بیمار از یک سیکل به دوره دیگر تغییر کرده است. یکی از راه‌های مقابله با تنوع در فارماکوکینتیک شیمی‌درمانی، راهبردی به نام نظارت بر داروی درمانی است که در آن بیمار در پایان یک دوره درمان، نمونه خون می‌دهد. پس از آنالیز این نمونه از نظر غلظت دارو، در صورت نیاز می‌توان دوز را در ابتدای چرخه بعدی (معمولاً دو هفته بعد برای 5-fluorouracil) تنظیم کرد. نشان داده شده است که این رویکرد نتایج بهتری برای بیماران دارد، اما به طور گسترده برای شیمی‌درمانی‌هایی مانند 5-fluorouracil استفاده نمی‌شود. محققان MIT در نظر داشتند نوع مشابهی از نظارت را توسعه دهند، اما به روشی که خودکار باشد و شخصی سازی دارو را در زمان واقعی امکان پذیر کند، که می‌تواند نتایج بهتری برای بیماران داشته باشد. در سیستم حلقه بسته آنها، غلظت دارو را می‌توان به طور مداوم کنترل کرد و از این اطلاعات برای تنظیم خودکار میزان تزریق داروی شیمی درمانی و نگه داشتن دوز در محدوده هدف استفاده می‌شود. تفاوت بین غلظت هدف و غلظت اندازه‌گیری شده، ورودی به یک الگوریتم کنترل است، که سپس در صورت لزوم، سرعت تزریق را تنظیم می‌کند تا دوز را در محدوده غلظت‌هایی که دارو بین آن‌ها موثر و غیرسمی است، نگه دارد. سرپرست تیم تحقیقاتی افزود: آنچه ما توسعه داده‌ایم سیستمی است که در آن می‌توانید به طور مداوم غلظت دارو را اندازه‌گیری کنید و نرخ تزریق را متناسب با آن تنظیم کنید تا غلظت دارو را در طول بازه درمانی نگه دارید.

تنظیم سریع

در آزمایش‌هایی که روی حیوانات انجام شد، محققان دریافتند که با استفاده از CLAUDIA، می‌توانند مقدار داروی در حال گردش در بدن را در حدود 45 درصد مواقع در محدوده هدف نگه دارند. سطح دارو در حیواناتی که شیمی درمانی بدون CLAUDIA دریافت کردند، به طور متوسط تنها 13 درصد از مواقع در محدوده هدف باقی ماند. در این مطالعه، محققان هیچ آزمایشی در مورد اثربخشی سطوح دارو انجام ندادند، اما اعتقاد بر این است که حفظ غلظت در پنجره هدف منجر به نتایج بهتر و سمیت کمتری می‌شود.

CLAUDIA همچنین توانست دوز 5-fluorouracil را در محدوده هدف نگه دارد، حتی زمانی که محققان دارویی را تجویز کردند که آنزیم DPD را مهار می‌کند. در حیواناتی که این مهارکننده را بدون نظارت و تنظیم مداوم دریافت کردند، سطح 5-فلوراوراسیل تا 8 برابر افزایش یافت. برای این نمایش، محققان به صورت دستی هر مرحله از فرآیند را با استفاده از تجهیزات خارج از برنامه انجام دادند، اما اکنون قصد دارند روی خودکارسازی هر مرحله کار کنند تا نظارت و تنظیم دوز بدون هیچ گونه دخالت انسانی انجام شود. برای اندازه‌گیری غلظت دارو، محققان از کروماتوگرافی مایع-طیف سنجی جرمی با کارایی بالا (HPLC-MS) استفاده کردند، تکنیکی که می‌تواند برای تشخیص تقریباً هر نوع دارویی سازگار باشد. محققان آینده‌ای را پیش‌بینی می‌کنند که در آن می‌توانند از CLAUDIA برای هر دارویی استفاده کنند که دارای خواص فارماکوکینتیک مناسب بوده و با HPLC-MS قابل تشخیص است، در نتیجه امکان شخصی‌سازی دوز برای بسیاری از داروهای مختلف را فراهم می‌کند.

پایان مطلب./